睡神是位清潔工

新的研究揭示了大腦是如何清理垃圾的。

不久前，渤健公司（Biogen）和日本衛(wèi)材（Eisai）宣布將在2020年初向美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）提交阿爾茨海默病的治療藥物Aducanumab的生物制品許可上市申請(qǐng)。這件事把β–淀粉樣蛋白（β–Amyloid，以下簡(jiǎn)稱Aβ）重新拉回了聚光燈下，因?yàn)榇饲皩ｉT針對(duì)它的新藥研發(fā)全軍覆沒，似乎這種蛋白和阿爾茨海默病無關(guān)了。

實(shí)際上，自阿爾茨海默病于20世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)以來，Aβ一直是該病最重要的病理指標(biāo)，甚至一度被認(rèn)為是該病唯一的病因。此次兩家公司證明專門針對(duì)Aβ的新藥Aducanumab確實(shí)有一定的療效，說明這種蛋白的確和阿爾茨海默病有著非常重要的關(guān)聯(lián)。

從來源上看，Aβ可以看作是大腦的一種代謝廢物。正常情況下，大腦每天都會(huì)產(chǎn)生各種代謝廢物，但隨后就會(huì)被清除出去。2013年，在小鼠身上進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，腦部代謝廢物的清除工作是在睡眠期間發(fā)生的，但誰也不知道睡神這位清潔工到底是如何工作的。

美國波士頓大學(xué)的勞拉·路易斯（Laura Lewis）博士懷疑清潔工作是由腦脊髓液（cerebrospinal fluid）負(fù)責(zé)完成的。這是一種像水一樣清亮的液體，可以在腦組織之間流動(dòng)。但這種流動(dòng)究竟是如何與睡眠聯(lián)系在一起的呢？這就需要做實(shí)驗(yàn)了。不過，大腦是個(gè)脆弱的組織，侵入式實(shí)驗(yàn)不太好做，于是路易斯博士設(shè)計(jì)了一個(gè)非侵入式實(shí)驗(yàn)，讓志愿者頭戴腦電波測(cè)量帽（EEG Cap）躺在核磁共振儀（MRI）里睡覺，前者可以測(cè)出睡眠處于哪個(gè)階段，后者可以測(cè)出腦部各組織的血氧消耗情況以及腦脊髓液的流動(dòng)過程。

研究結(jié)果清楚地表明，腦脊髓液的流動(dòng)和腦神經(jīng)的興奮程度密切相關(guān)。每當(dāng)志愿者進(jìn)入深度睡眠時(shí)，腦脊髓液就會(huì)大量涌入腦組織，開始打掃衛(wèi)生。

眾所周知，人類的睡眠分為快速眼動(dòng)睡眠（REM）和非快速眼動(dòng)睡眠這兩種，前者的標(biāo)志就是眼球快速轉(zhuǎn)動(dòng)，通常伴隨著夢(mèng)境的出現(xiàn)，后者則可以簡(jiǎn)單地理解為深度睡眠，此時(shí)腦電波的頻率變慢，因?yàn)槟X神經(jīng)的活動(dòng)頻率趨向一致，要么一起放電，要么集體休眠。

為什么只有在深度睡眠時(shí)腦脊髓液才會(huì)流進(jìn)腦組織中去呢？路易斯博士認(rèn)為這是有道理的。原來，腦神經(jīng)放電時(shí)需要消耗大量的氧氣，這些氧氣是靠血液帶進(jìn)來的，人在清醒時(shí)（以及REM睡眠時(shí)）腦神經(jīng)一直在持續(xù)放電，耗氧量居高不下，所以血液必須保持高速流動(dòng)。但在深度睡眠階段，當(dāng)腦神經(jīng)集體休眠時(shí)，耗氧量快速下降，不需要那么多血液了，此時(shí)腦部的血液流速會(huì)降低25％，空出的部分則由腦脊髓液來填補(bǔ)。

換句話說，人類大腦可以通過睡眠過程來控制腦神經(jīng)放電的節(jié)律，從而開啟腦脊髓液的流動(dòng)過程。只有當(dāng)腦脊髓液流動(dòng)起來時(shí)，腦組織的代謝廢物才會(huì)被帶走，睡神就是這樣打掃衛(wèi)生的。

路易斯博士將研究結(jié)果寫成論文，發(fā)表在2019年11月1日出版的《科學(xué)》（Science）雜志上。她認(rèn)為這個(gè)結(jié)果將有助于科學(xué)家找到治療阿爾茨海默病的方法，因?yàn)榇饲暗乃幬锒贾会槍?duì)某一種腦代謝廢物（比如Aβ）的異常堆積，但也許其他一些廢物也是有害的，必須全部清理出去才有效果。如果未來的科學(xué)家們能夠掌握控制腦脊髓液流動(dòng)的方法，就能動(dòng)員人體自身的清潔工，把腦部產(chǎn)生的廢物全部清理出去，從而根治阿爾茨海默病。

在這一天到來之前，我們可以自救，方法就是好好睡覺，別老熬夜了。