好好睡覺，記得給大腦做清潔

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撰文 | 陳燕惠

責編 | 陳曉雪

當結束一天的疲勞工作，大多數人的心裡都會有一個美好的願景：洗個澡，躺在床上舒舒服服的睡上一覺。

鼾聲響起，我們的身體終於得到休息了。與此同時，繁忙了一天的大腦並未伴隨著你關燈的動作而停止運轉，而是開始了新的「使命」。

呼吸、飲食和水分，我們通過多樣的方式汲取一天所需的能量，以支持正常的生命活動。當所有器官運行、消耗能量的同時，也相應地在產生代謝廢物，比如蛋白質和多餘的液體。此時，身體會啟動一套裝置（淋巴系統）幫助人們進行「排毒」。作為免疫系統的重要環節之一，淋巴導管貫穿全身，負責將細胞間隙積累的毒素和垃圾碎片進行吞噬、分解和轉化，並最終藉助血液循環系統和泌尿系統將其排出體外。

一切看似都非常完美，但接下來展示的幾個數據卻讓人吃驚：

1.大腦作為最精巧和最活躍的器官，也會產生大量的廢物，但負責清潔的淋巴管道卻在大腦中消失得無影無蹤。

2.生物進化的過程中，擁有高級認知功能的人類非但沒有進化到不需要睡覺的程度，反而需要花費三分之一的時間用於睡眠。

大腦表面雖然千溝萬壑，但內部卻存在很多大空隙（例如腦室）。在空隙中有一個類似水龍頭的裝置（脈絡叢），能夠源源不斷的產生乾淨透明的液體（腦脊液，CSF），並順著空隙流到整個顱腔和脊椎之中。在大腦的外部，還有一個收集系統（蛛網膜顆粒），負責將流出的液體進行回收和利用。

利用這套設備，大腦找到了適合的流體的環境——腦脊液。在腦脊液和腦組織液進行不斷交換的過程中，大腦間隙產生的垃圾（溶質）也會隨著腦脊液一起進入到血液中。有趣的是，腦中垃圾的卸載和傳送並不是雜亂無章進行的，而是有一個專門的管道網路。

研究人員利用成像技術和熒游標記技術發現，原本位於收集系統（蛛網膜顆粒）的腦脊液會沿著腦中血管分支路線回溯到腦中，並將腦細胞間隙中的廢物帶走。此外，一種腳板狀的細胞（星型膠質細胞）貼附在血管壁周圍，並且表達著大量的水通道蛋白（AQP4）。正是由於水通道蛋白的存在，解決了大腦難以通過簡單擴散清除垃圾的難題，並且加快了腦脊液的流動速度和間質溶質的清除速率。這種依賴膠質細胞所構成的「類淋巴系統」其實是一個非常聰明的做法，因為大腦處於一個相對封閉的環境，被堅硬的頭骨包圍，空間有限，無法提供第二套像淋巴系統那樣的通路，但從大腦表面延伸出來的血管卻不一樣，它可以輕易到達腦中每一個獨立的細胞。大腦這種獨特的「垃圾處理站」，不僅巧妙地解決了腦中的排污問題，而且擁有比淋巴系統更強大的運轉效率。

大腦的獨特之處遠非如此。深入的研究表明大腦的「類淋巴系統」處理垃圾的時間幾乎都集中在睡眠時期。此前，我們提及睡眠，更多的是將其和記憶的儲存以及認知行為建立起聯繫，但這似乎無法解釋低等生物，如蒼蠅和蠕蟲等，同樣也需要充足的睡眠來進行自身穩態的調節。

白天，大腦作為高級指揮中樞，負責輸送各種信號到達特定的位置，讓機體有條不紊的發揮功能；夜幕降臨，大腦卸下指揮官的徽章，換上另一新的身份——清潔工。睡眠時，大腦中的細胞會發生「縮水現象」，促使細胞間隙增大，使得含有大量膠質細胞的腦脊液更容易在腦中流動，並開始清洗一天積累下來的食物殘渣（代謝廢物）以及帶走有毒物質（毒素）。

大腦里內的有毒物質，β-澱粉樣蛋白，是神經毒性廢物中的一種,這種蛋白的積累可以導致老年痴呆症（阿爾茨海默氏症,AD）。事實上，幾乎所有的神經退行性疾病都與細胞廢物的積累有關。一系列的臨床實驗表明，在AD病人和嚴重睡眠障礙的人群中，睡眠中的大腦對於β-澱粉樣蛋白的清除速度要顯著高於清醒狀態。有趣的是，這種高效的清除機制和清除時間的長短無關，甚至與生物鐘無關，而只與睡眠本身相關。因為即使在白天，小鼠或人通過藥物和獎賞訓練進入睡眠狀態之後，β-澱粉樣蛋白也會被清除。

儘管研究表明β-澱粉樣蛋白的累積與睡眠質量的好壞呈現相關性，但仍舊存在疑問：究竟是AD 能夠影響睡眠質量，還是睡眠質量會導致AD的產生呢？不過無論是哪種情況，不及時清理廢物來維持大腦自身的清潔，都有可能會促進像老年痴呆症等病症的爆發和發展。

想一想，當我們通宵達旦玩手機的時候，大腦的清潔工還處在待命狀態無法正常工作。隨著時間的累積，大腦就像長期不打掃而布滿灰塵和雜物的房間，正常細胞將因此沒有足夠的生存空間而死亡，並最終對大腦和機體健康產生永久性的且不可逆的損傷。

好好睡覺，記得給大腦清潔。

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