科學家首次看見睡眠中大腦將廢物「清洗」的過程

每天晚上我們的大腦都會「自我清洗」,神經科學家現在製作了一段引人入勝的影片,展示了這種夜間的大腦活動.最新研究顯示,當我們睡著時,腦脊液(Cerebrospinal fluid,CSF)會在我們的大腦中有節奏地流動,同時清除大腦中的毒素.該團隊表示,這些發現有助於研究各種神經和心理疾病,尤其是與睡眠模式被擾亂有關的疾病.

波士頓大學的神經科學家Laura Lewis表示,「一段時間以來,我們知道神經元中存在這些活動的電波.不過,在這之前,我們沒有發現到腦脊液中實際上也有波的存在.」

先前的研究暗示,腦脊液對於清除大腦中的廢物很重要,但是之前科學家們一直都不知道或無法觀察到這種脈衝的活動,直到現在才發現.

結合大腦慢波活動(部分是為了修復我們的記憶)和睡眠時發生的血流減少,這些腦脊液波看起來正在清除不必要的蛋白質和其他多餘的廢物.

大腦慢波的頻率會隨著年齡的增長而下降,這項新研究有助於研究與年齡相關的問題以及特定的疾病.

該研究還表示,現在只要對大腦掃描的腦脊液模式進行分析,就可以判斷一個人是否睡著了.

Lewis表示,「這是很戲劇性的作用,腦脊液脈動是我們根本不知道有發生的事情,現在我們可以看一部分的大腦區域,立即讀出某人的大腦狀態.」

研究員利用MRI掃描監測了13位年齡23至33歲睡眠中的受試者. 未來的研究也可能看年紀較老的人,試圖找出年齡增長造成的退化過程.

研究員建議,後續研究的另一項改進可能是找到排除MRI掃描的方法,因為它所產生的噪音對睡眠並沒有幫助.

剩下的問題是,腦脊液、腦波和血流究竟是如何可以如此有效地同步. 可能是由於神經元在夜間關閉,它們不需要那麼多的血液,隨著血液的流失,腦脊液的流入可以維持大腦的壓力.

Lewis表示,「那只是一種可能性.它們的關聯是什麼?是否其中一個過程導致了其他的過程?還是存在某種隱藏的力量正在推動所有這些過程?」

該研究已發表在Science上.

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