並非所有形式的睡眠，都有助於清理大腦

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眾所周知，睡眠質量的好壞會直接影響大腦有效清除廢物和有毒蛋白質的能力。隨著年齡的增長，我們的睡眠質量每況愈下，稍微有點兒動靜就能醒來，非常容易被打斷。近日，一項新研究進一步證實了衰老、睡眠不足與阿爾茲海默症風險上升之間的關聯，並對這種關聯進行了解釋。該研究已發表在近日的《Science Advances》上。

研究通訊作者、美國羅切斯特大學醫學中心(URMC) 轉化神經醫學中心的Maiken Nedergaard說：「睡眠對於大腦廢物清理系統的功能至關重要，因此睡眠程度越深越好。我們的研究進一步證明，睡眠質量或睡眠不足能預測痴呆症的發生。」

與深度非快速眼動睡眠相關的緩慢且平穩的大腦和心肺活動，是最有助於腦部類淋巴（glymphatic）系統工作的，glymphatic系統是用於大腦清除廢物的獨特過程。這一發現也可以解釋為什麼某些形式的麻醉會導致老年人的認知障礙。

Nedergaard及其團隊在2012年首次描述了這種過去未知的glymphatic系統。在此之前，科學家們並沒有完全理解大腦是如何維持其封閉的生態系統來清除廢物的。該研究揭示出一種管道系統，該系統藉助血管通過大腦組織泵送腦脊液（CSF）來沖走廢物。後續的研究表明，該系統主要在睡眠期間工作。

由於大腦中澱粉樣蛋白和tau等有毒蛋白質的積累與阿爾茲海默症相關，研究人員推測，睡眠中斷導致的glymphatic系統工作異常可能是阿爾茲海默症的誘因之一。這與臨床觀察相符，臨床觀察顯示睡眠不足與阿爾茲海默症風險增加之間存在關聯。

在當前的研究中，研究人員用6種不同的麻醉方案對小鼠進行了實驗。在小鼠處於麻醉狀態時，研究人員追蹤了它們的腦電活動、心血管活動以及CSF通過大腦的清理流程。他們觀察到，氯胺酮和甲苯噻嗪(K/X)這兩種藥物組合能夠最大程度的復現深度非快速眼動睡眠相關的大腦中緩慢而穩定的電活動以及緩慢的心率。此外，給予K/X小鼠的腦電活動似乎是glymphatic系統功能的最佳狀態。

圖片來源：《Science Advances》

該研究第一作者、Nedergaard實驗室的博士後研究員Lauren Hablitz說：「深度慢波睡眠期間的同步神經活動電波，尤其是從大腦前部到達後部的脈衝模式，與我們所了解到的glymphatic系統中的CSF流動一致。似乎這些參與神經元釋放脈衝相關的化學物質（即離子）驅動著滲透過程，該過程有助於從大腦組織中泵送液體。」

這項研究提出了幾個重要的臨床問題。它進一步證實了睡眠、衰老和阿爾茲海默症之間的關聯。我們知道，隨著年齡增長，持續進入深度非快速眼動睡眠變得越來越困難。該研究強調了深度睡眠對glymphatic系統功能正常的重要性。它還表明，我們可以通過改善睡眠來控制glymphatic系統。這一發現或許能為面臨高風險的人群提供潛在的臨床療法，如睡眠治療或其他改善睡眠質量的方法。

此外，由於實驗中使用的幾種化合物與臨床使用的麻醉劑類似，該研究還闡述了為什麼有些老年人在經歷手術後會出現認知困難，並提出了可用於避免這一現象的藥物。在這項研究中，暴露在沒有引起大腦活動遲緩的麻醉劑下的動物，其腦部淋巴腺活動減少。

該研究的共同作者、丹麥哥本哈根大學轉化神經醫學中心的Tuomas Lilius博士說：「麻醉和手術後的認知障礙是個重要的問題。相當多的老年患者在手術後都會經歷一段時間的精神紊亂，或在出院後出現認知衰退或者認識衰退加劇的情況。」

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