人類睡覺時大腦清洗過程是怎麼進行的 爲什麼人只有在睡覺時纔會洗腦
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科學家首次拍下了人類睡覺時大腦的清洗過程,而這些只有在睡覺時才能實現,腦脊液進入之後會清除毒素,那麼,人類睡覺時大腦清洗過程是怎麼進行的?爲什麼人只有在睡覺時纔會洗腦?下面本站小編就來說說。
科學家首次拍下人類睡覺時大腦的清洗過程,你睡着的時候,真的被洗了腦。
波士頓大學的科學家們,史無前例地拍下了清洗過程:紅色是血液,藍色是腦脊液。
厲害的是從前沒有發現過,血液會週期性地大量流出大腦。每當血液大量流出,腦脊液就趁機發動一波攻擊。
腦脊液進入之後會清除毒素,比如導致阿爾茨海默病的β澱粉樣蛋白,而這樣的清洗,只有在睡着後才能做到,讓人一覺醒來,擁有一個清爽的大腦;沒睡着的時候,腦脊液並沒有充分的機會趁虛而入。
另外,研究人員還發現了腦電活動和清洗過程之間的關係,也就是說腦電波指揮了液體運動,這項成果,剛剛登上了Science,這也意味着,離揭示阿爾茨海默病和睡眠之間的聯繫,又近了一步。
當你睡着之後,大腦會經歷幾個不同的階段:
從輕度睡眠,到失去意識的深度睡眠,再到快速眼動 (REM) 睡眠,就是容易做夢的狀態了。
這項新的研究,是專注在非REM的階段,就是沒到要做夢的時候,也是對大腦保留記憶 (Memory Retention) 來說,非常重要的階段。
其實,2013年已經有研究證明了,在小鼠睡眠的過程中,大腦裏像β澱粉樣蛋白這樣的毒素,是會被清除的。大腦用的清潔劑,叫做腦脊液。
問題是,到底怎麼清除的?爲什麼只有睡覺的時候才能清除?
科學家們做了個實驗,讓13個人類帶上腦電帽,在覈磁共振 (MRI) 機器裏睡覺。腦電圖會顯示,一個人處在哪個睡眠狀態;而MRI會測量血氧水平,顯示有多少腦脊液流進流出。
然後發現了奇妙的現象:
大腦裏的血氧濃度,出現了明顯的大週期變化。也就是說,血液會大規模、週期性地流出大腦。
這個時候,腦脊液就會趁機衝進大腦,把留給它的空間都填滿:
醒來之後,大週期不見了,腦脊液就沒辦法大量衝進大腦,完成有效的清洗:
論文的通訊作者Laura Lewis (簡稱“劉易斯”) 認爲,這是因爲睡眠過程中,大腦裏的神經元們會開始同步活動,一起開,一起關。
之所以有這樣的推測,是因爲腦電圖的數據顯示,有神經節律出現後,才發生了血液和腦脊液的流轉:
當大量神經元一同停止了激發,就不需要那麼多血液進去輸送氧氣,纔給了腦脊液涌入的機會。
這樣,便有了我們在開頭看到的那副景象。
這個發現很重要,它告訴我們睡眠是一項非常特殊的功能:
我們醒着的時候,神經元們是不會同開同關的,所以,醒着的時候沒有辦法讓大腦的血量,下降到足夠低的水平。
只有睡着之後,大腦裏沒有那麼多血液的時候,腦脊液才能自如地循環開來,清除像β澱粉樣蛋白這樣的代謝副產物。
甚至2013年那項小鼠研究的負責人,羅切斯特大學的神經科學家Maiken Nedergaard,也發出了讚歎:這篇論文太棒了。完全想不到,有人能夠真的證明,腦店活動是可以讓液體流動起來的,一顆賽艇。
而現在,波士頓大學的這一新進展表明,慢波損耗與腦脊液流量減少有關。
下一步,他們會繼續探索衰老是如何影響人們睡眠時血液和腦脊液的流動的。
據劉易斯介紹,研究團隊計劃招募老年人蔘加下一次研究。
而研究推進過程中面臨的另一個難題,是腦電波,血液和腦脊液究竟是如何完美協同的。劉易斯表示:
我們觀察到,神經改變似乎總是首先發生,隨後血液從腦部流出,這之後腦脊液波動纔會出現。
這項研究的深入,也給治療和預防像老年癡呆(阿爾茨海默症)、自閉症這樣的神經疾病開拓了新的治療思路。
此前,針對β澱粉樣蛋白的藥物開發頻頻陷入困境,但現在,科學家們指出,或許不着力於起作用的特定分子,而是着重增加“洗腦”的腦脊液總量,會成爲有效的解決方案。
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