當人類在睡覺時，大腦可自我清潔

從古至今，睡眠的重要性被一再強調。科學家們普遍認為，睡眠有許多不同的目的，比如鞏固記憶或者調節代謝系統。但是，在睡眠的原始目的這一問題上，他們各執一詞。

還有一個問題等待解答：人在睡覺的時候大腦在做什么？不久前，一個有趣的說法出現了：人在睡覺時，大腦在清理廢物。

2013年10月18日，美國羅徹斯特大學的科學家們在《科學》雜志上發表的一篇論文，對上述兩個問題給出了這樣的回答。他們提出，睡眠的基本功能是清除有毒的代謝物，大腦在整個睡眠期間一直在進行自我清理。這是科學家們首次在分子水平上提供直接的證據，證明了睡眠的重要性。

睡眠時運載腦脊液的“通道”拓寬

要談談這項研究，可以從腦脊液說起。腦脊液是一種環繞于大腦和脊髓的透明液體，由腦室中的脈絡叢產生。這種液體沿著動脈周隙流入腦內，與腦細胞間隙之間的組織間液進行交換，將組織間液的代謝物帶至靜脈周隙，然后排出腦外。

羅徹斯特大學的科學家發現，在睡眠過程中，腦部的類淋巴系統幫助控制了腦脊液的流動。這個系統是一個充滿液體的“通道”，猶如一個微觀的下水道系統，運輸含有廢物的腦脊液。

該研究團隊以小鼠為實驗對象，訓練小鼠放松和睡眠，并通過雙光子顯微鏡來觀察小鼠的腦活動。

實驗伊始，研究人員將熒光染料注入小鼠的腦脊液，并追蹤熒光染料的流動過程。他們發現，當小鼠進入睡眠狀態時，熒光染料迅速地流過大腦。與之相反，小鼠在清醒時，熒光染料幾乎沒有流動。這意味著，在睡眠時，腦脊液更容易在腦內流動。

這一發現令研究人員十分驚訝，他們由此想到，這是否意味著人類在睡眠時，腦細胞之間的空間發生了改變呢？

為了驗證這一想法，研究人員將電極插入小鼠的大腦中，以測量腦細胞之間的空間大小。結果證實，小鼠在處于睡眠或麻醉狀態時，腦細胞間隙擴大了60%。也就是說，在睡眠時，運載腦脊液的“通道”拓寬，腦脊液的流動隨之更快速、更順暢了。

大腦清除“垃圾”抗疾病

那么，當人類睡覺時，不停流動的腦脊液又在忙些什么呢？

該研究團隊把β淀粉樣蛋白分別注入昏睡的和清醒的小鼠的大腦。通常認為，這種蛋白在細胞內的異常聚集會導致阿爾茨海默病。他們發現，當小鼠處于睡眠狀態時，β淀粉樣蛋白會更快地消失，因為腦脊液快速地將這些“垃圾”清洗掉了。“這就像一臺洗碗機。”從事該項研究的成員之一、羅徹斯特大學神經學專家尼德瓜德博士形象地比喻道。

如此看來，睡眠起著名副其實的“排毒”作用，阻止了有毒代謝物的積累，保護了腦細胞不受損害。