美国留学

“虽然我们的研究表明，排除毒素可能不是我们需要睡眠的关键原因，但其重要性是无可争议的。睡眠中断是痴呆症患者的常见症状，我们仍然不知道这是否是疾病的结果出于某种原因，良好的睡眠可能有助于降低痴呆症的风险。”

人们需要睡眠，但目前还没有人真正知道其中的原因。过去十年流行的一种理论是，睡眠通过类淋巴系统清除大脑中的废物和毒素。支持者表示，睡眠问题会扰乱这一过程，增加患阿尔茨海默病和其他脑部疾病的风险。

近年来，一些科学家对该理论的某些方面提出了挑战。现在，一项新的研究测量了小鼠大脑中荧光染料的清除和液体运动，表明这一过程实际上与清醒、睡眠或麻醉无关。在睡眠和麻醉期间，大脑中的毒素清除和液体运动显着减少而不是增加。

相关研究于2024年5月13日以简短通讯的形式在线发表于《自然-神经科学》（自然神经科学）。通讯作者为英国伦敦帝国理工学院痴呆研究所的Nicholas P.弗兰克斯和威廉·威斯登。

2013年，美国罗切斯特大学神经科学家Maiken Nedergaard及其团队将荧光染料注入实验小鼠小脑延髓池，观察脑脊液（CSF）的实时流动。小脑延髓池位于后颅窝后下部，脑外，向脑供应脑脊液。研究小组发现，当老鼠睡着或麻醉时，与清醒时相比，渗透大脑的脑脊液流入量增加。

研究人员得出结论，当老鼠睡觉时，更多的液体流经大脑并流入血液或淋巴管。 Nedergaard 提出，这种流出依赖于神经元之间的微小淋巴管来泵送液体，她的团队在早期的一项研究中已经发现了这一点。

在最近发表的一项研究中，尼古拉斯·弗兰克斯和其他人使用了一种不同的技术。他们将荧光染料直接注射到小鼠的大脑中，并用远离注射部位的大脑另一部分的传感器测量荧光染料的浓度。传感器显示，当小鼠清醒时，荧光染料比它们睡着或麻醉时要少得多。

加州大学圣巴巴拉分校的生物学家斯蒂芬·普鲁克斯称这项新研究的方法“非常聪明”。 Proulx 的团队在2018 年取得了类似的发现，当时他和同事将荧光染料注射到小鼠的小脑延髓池中，发现它们在清醒的小鼠中比在麻醉的小鼠中更快地进入全身血流。

据《科学》杂志报道，尼德加德表示，这项新研究并没有严重挑战她的结果。 “你不能做一些完全不同的事情并说所有旧数据都是错误的，”她说。

据了解，Nedergaard 正在写信给《科学》，详细说明她的担忧。一是染料在清醒和睡眠时以相同的速率泵入，可能会导致虚假结果。她的研究发现，神经元在睡眠期间收缩，这可能会降低大脑的压力，并影响荧光染料流经大脑的速度，尽管这一点受到了其他人的质疑。

尼德加德主要担心的是直接注射荧光染料可能会损害大脑。淋巴系统很脆弱，很容易崩溃。根据挪威奥斯陆大学（挪威语：Universiteteti Oslo）的克里斯蒂安·艾德（Kristian Eide）的说法，弗兰克斯的团队没有测量皮质中的荧光染料，而皮质是大多数淋巴清除发生的地方。

荷兰阿姆斯特丹大学医学中心循环系统专家埃里克·巴克（Erik Bakker）表示，大脑可能有多种废物清除机制，既有小分子（如荧光示踪剂），也有大分子（如阿尔茨海默病相关蛋白）淀粉样蛋白）。蛋白质）可能以不同的方式离开大脑。

Nedergaard 的团队正在研究一种啮齿动物模型，可以在废物离开大脑时对其进行精确追踪。与此同时，弗兰克斯的团队计划研究不同大小的分子在大脑中的行为方式，以及可能首先将含有废物的液体泵入器官的机制。

研究共同负责人比尔·威斯登在一份新闻稿中解释说：“虽然我们的研究表明排除毒素可能不是我们需要睡眠的关键原因，但睡眠的重要性是无可争议的。” “睡眠中断是痴呆症患者最关心的问题。”常见症状，我们仍然不知道这是疾病进展的结果还是驱动因素。出于某种原因，良好的睡眠可能有助于降低患痴呆症的风险。从另一个角度来看，我们的研究表明大脑是清醒的。一般来说，保持清醒、活跃和锻炼可以更有效地清除大脑中的毒素。”