我們每個人一生中都有三分之一的時間在睡覺，但這是從出生就順其自然的事情，我們都很少質(zhì)疑這到底是為什么？兩千年前，古代的名醫(yī)伽林提出，當(dāng)我們醒著的時候，我們大腦的原動力一種液體，會流動到身體的其它地方，補(bǔ)充活力，當(dāng)我們睡覺的時候，流動在身體各部分的液體會反哺回到大腦，為大腦補(bǔ)充水分從而使我們恢復(fù)精神。雖然這個觀點現(xiàn)在聽起來很荒謬，但伽林卻很簡單的解釋了我們每天的睡眠是怎樣一個原理。
依據(jù)自身的經(jīng)驗我們都知道，睡完覺我們會覺得神清氣爽，如果沒睡好，腦袋就會很暈。盡管我們現(xiàn)在比伽林知道的要多得多，但我們始終沒有弄清楚，在所有的人類活動中，為什么只有睡覺能讓我們頭腦變得清醒，所以，今天，我給大家講一些這方面的新的研究。
我們發(fā)現(xiàn)，睡眠實際上是大腦為滿足它基本需要的一種精妙和獨特的解決方法，因為大腦與人體其它器官不同，要求低攝入，高輸出。生物學(xué)的研究范疇，基本上都可以看作是發(fā)現(xiàn)生物的各種問題，以及它們自身的解決方案的研究，而對于每個器官來說，首要的問題就是持續(xù)不斷的提供給養(yǎng)去供應(yīng)身體的所有細(xì)胞。對大腦來說，這是至關(guān)重要的，大腦強(qiáng)烈的電波活動耗費了身體整個能量供應(yīng)的四分之一，雖然重量僅占了體重的百分之二。所以這個循環(huán)系統(tǒng)，通過血管傳輸運(yùn)送營養(yǎng)和氧氣到身體的任何一個角落，從而解決了身體補(bǔ)充營養(yǎng)的問題。
每個細(xì)胞在消耗營養(yǎng)的同時也在產(chǎn)生垃圾，那么，如何處理這些廢物就成了每個器官都需要解決的第二個基本問題。身體的淋巴系統(tǒng)就是因此而生的，它是貫穿整個身體的第二套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，淋巴管從細(xì)胞之間的間隙中吸收營養(yǎng)和垃圾，收集它們并把它們丟棄到血液中而被處理掉。但如果你細(xì)看這張圖，會發(fā)現(xiàn)，大腦中沒有淋巴管。那大腦是如何處理這些廢物的呢？
這個看上去普通的問題，就是我們團(tuán)隊最初選擇做這個項目的原因。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們深入到大腦中的神經(jīng)元和血管去尋找大腦處理廢物的機(jī)制時，得到的結(jié)果是出乎意料的。我們大腦里有一個區(qū)域，里面裝滿了干凈透明的液體叫做腦脊液，簡稱CSF。CSF填充了大腦周圍的空間，大腦中排出的廢物到達(dá)CSF并和CSF一起進(jìn)入血液，聽起來跟淋巴系統(tǒng)差不多。但有趣的是，從大腦中出來的液體和廢物并不是隨意的滲透到CFS里，而是有一個專門的管道網(wǎng)，來組織和促進(jìn)這個過程。
下面這張圖片是老鼠的大腦圖片，左邊的圖片展示的是大腦表層，右邊圖片是大腦表層底下和它的組織。我們把血管標(biāo)記成紅色，把大腦周圍的CFS標(biāo)記成綠色，讓我們吃驚的是，大腦外面的液體即CFS，它們不是乖乖的呆在外面，相反，它們會隨著血管外壁逆流進(jìn)入大腦，幫助大腦處理細(xì)胞之間的垃圾。如果你仔細(xì)想想就會發(fā)現(xiàn)，利用血管外壁進(jìn)入大腦是個非常巧妙的方法。因為大腦包圍在一個堅硬的頭骨里，里面全是細(xì)胞，所以大腦中已經(jīng)沒有多余的位置容納一套獨立的淋巴系統(tǒng)。而從大腦表面延伸出來的血管，連接大腦中的每個細(xì)胞，這意味著，腦脊液只要沿著血管外壁流動，就能到達(dá)大腦中的任何細(xì)胞，所以，大腦中的血管也充當(dāng)了淋巴系統(tǒng)的功能。更神奇的是，沒有任何其它一個器官能像大腦這樣清理細(xì)胞之間的廢物，這是大腦獨有的系統(tǒng)。
但，上述的大腦清理垃圾的事情，只有在睡覺時才發(fā)生，在你清醒時，腦脊液幾乎不流動，當(dāng)你睡著時，腦脊液在飛速流動。同時我們發(fā)現(xiàn)，在我們欲睡沒睡的時候，腦細(xì)胞好像縮小了，這樣細(xì)胞之間就產(chǎn)生了空隙得以讓腦脊液流動，順帶廢物就被清除了。這樣看來，伽林提出的，人在睡覺時大腦里會有液體流動的說法也許是對的。在伽林之后的2000年，我們的研究發(fā)現(xiàn)，大腦在清醒或者特別忙碌時，清理垃圾的工作經(jīng)常被推遲，反之，大腦才開始它的清理工作。這就像我們經(jīng)常把一周的家務(wù)都積攢到周末來做一樣。
上面，我們一直在說清理廢物，下面我們來說說清理什么樣的廢物，或者說是廢物的種類。近期研究的熱門是淀粉樣β蛋白，這是一種大腦會持續(xù)生產(chǎn)的蛋白質(zhì)。但對于患有老年癡呆癥的人，在他們大腦細(xì)胞的間隙中，淀粉樣β蛋白往往不能被及時清理，因而加強(qiáng)了患病的可能性。所以，我們監(jiān)測了在清醒和熟睡狀態(tài)下，淀粉樣β蛋白被清理的速度并進(jìn)行對比，我們發(fā)現(xiàn)，熟睡時，清理速度會快很多。那么，如果睡覺是大腦清理廢物的必要條件，這可能就會顛覆性的讓我們認(rèn)識到大腦，睡眠，淀粉樣β蛋白和老年癡呆癥之間的關(guān)聯(lián)。一系列的臨床試驗表明，對于那些老年癡呆癥還不是很嚴(yán)重的患者，睡眠的時間和質(zhì)量是與大腦中淀粉樣β蛋白的聚集程度息息相關(guān)的，然而，這些研究雖并沒證明缺乏睡眠或者睡眠質(zhì)量不佳會引起老年癡呆癥，但卻明確指出了如果大腦不及時清理廢物（如淀粉樣β蛋白），就會加大患諸如老年癡呆癥等此類病癥的可能性。
所以，這個研究告訴我們，也是現(xiàn)在我最想告訴你們的是，睡覺可以讓大腦清醒，我們每晚都在睡覺，但我們的大腦卻一直在工作，我們的身體在休息，但我們的思維卻一直在游蕩，大腦的這些組織一直在辛勤的工作，保持大腦這個極其復(fù)雜的“機(jī)器”的清潔。因為，如果不及時清理大腦的廢物，就會危及我們的身心健康與功能。今天我們大腦所做的這些基礎(chǔ)的，家務(wù)一般的苦差事，可能對防止及治療明天的精神疾病具有重要的意義。
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