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良好的睡眠，可以清除白天聚集的代謝廢物和垃圾。我們?cè)谒臅r(shí)候，大腦其實(shí)還在干活，它在清除廢物和垃圾。相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，這是一個(gè)里程碑式的進(jìn)展。

大家都知道，發(fā)生神經(jīng)退行性變的一系列疾病包括阿爾茨海默病、帕金森病、多發(fā)性硬化癥等，這些疾病與基因相關(guān)，一般伴隨著衰老發(fā)生。但是，很重要的一點(diǎn)是，這些疾病表現(xiàn)為有一系列的垃圾在大腦中沉積，包括β-淀粉樣蛋白（Amyloid β-protein, Aβ）。實(shí)際上Aβ不是一個(gè)成熟的蛋白，它是折疊出現(xiàn)了問(wèn)題，和瘋牛病的一些蛋白相似。另外，還包括α-突觸核蛋白、tau蛋白，它們?cè)诎柎暮Ｄ』颊叩拇竽X中沉積，像疤痕一樣的侵蝕著腦神經(jīng)。

周?chē)M織中也會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞間隙的廢物，但是它們依賴(lài)于非常豐富的淋巴系統(tǒng)清除廢物，而大腦中沒(méi)有淋巴系統(tǒng)，因此大腦主要依賴(lài)于循環(huán)于大腦周?chē)哪X脊液。而這些腦脊液清理垃圾需要與腦間隙液進(jìn)行交換，將間隙液中的垃圾帶回腦脊液清除掉。

清醒的時(shí)候，小鼠大腦中的β-淀粉樣蛋白在不斷地增加。這意味著小鼠在清醒的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生和堆積一系列的廢物。人類(lèi)也是這樣。

研究方法：

－從睡到醒

先研究小鼠從睡到醒的過(guò)程，觀察腦脊液和腦組織間隙液之間如何交流。首先，在小鼠睡眠時(shí)，在小鼠小腦的延髓池（腦脊液聚集的地方）中注射綠色熒光標(biāo)記的葡聚糖。30分鐘后把小鼠喚醒，再注射紅色熒光標(biāo)記的葡聚糖。

圖1

三維圖像重建顯示：小鼠睡眠時(shí)，腦脊液中的綠色葡聚糖漫布大腦，如圖1所示，絕大部分的腦組織都被染上了綠色。30分鐘后喚醒，注射紅色葡聚糖，紅色和綠色混合在一起變成了黃色，但黃色的范圍非常局限。

研究提示我們，在小鼠睡眠時(shí)向腦脊液中注射葡聚糖，它會(huì)大面積地與腦間隙的液體進(jìn)行交換，進(jìn)入大腦。而在小鼠睡醒后再注射葡聚糖，漫布的范圍很局限，說(shuō)明交換的通道被關(guān)閉了。

圖2

如圖2所示，綠色代表睡眠的時(shí)候，交換面積（CSF示蹤）非常大，達(dá)到70%。黃色代表醒來(lái)的時(shí)候，交換面積很小，只有不到10%。

－從醒到睡

再研究小鼠從醒到睡的過(guò)程。在小鼠醒著的時(shí)候，注射綠色葡聚糖，30分鐘后注射氯胺酮（一種麻醉藥），小鼠進(jìn)入睡眠狀態(tài)。然后，再注射紅色葡聚糖。

圖3

如圖3所示，在小鼠麻醉后，注射紅色葡聚糖，紅色與綠色混合在一起成為了黃色。圖中紅色范圍很大，說(shuō)明小鼠在睡眠后，腦脊液與腦間隙液交換比例非常高。

所以，研究小鼠從睡到醒和從醒到睡的過(guò)程，都證明了睡眠狀態(tài)下大腦在清除垃圾。

圖4

科學(xué)家隨后又進(jìn)行了另外一項(xiàng)研究，在小鼠清醒、睡眠和麻醉的時(shí)候，分別注射碘125標(biāo)記的β淀粉樣蛋白（¹²⁵I-Aβ40）和碳14標(biāo)記的菊粉（¹⁴C-inulin）。如圖4A、4C所示，在小鼠清醒時(shí)（黃色）注射這兩種物質(zhì)，清除速度較慢；而在小鼠睡眠（綠色）或麻醉（紅色）時(shí)注射，清除速度較快。圖4B、4D表示清除常數(shù)，數(shù)值越高代表清除效率越高。可以看到，清醒時(shí)的清除效率較低，睡眠或麻醉時(shí)的清除效率較高。

所以，睡眠對(duì)我們至關(guān)重要，對(duì)我們的機(jī)體和大腦都有一個(gè)重要的健康維系作用。睡眠的時(shí)候，大腦實(shí)際上開(kāi)放了腦脊液和腦組織間隙液之間的通道，而腦脊液可以幫助清除白天堆積的一系列垃圾。如果我們不去維系正常的睡眠，一直在清醒的狀態(tài)或者睡眠時(shí)間不夠，清除垃圾的效率會(huì)降低。當(dāng)清除垃圾受到損害時(shí)，垃圾就會(huì)在大腦里堆積，實(shí)際上就對(duì)大腦直接造成了損害。特別是隨著年齡的增加，容易引發(fā)神經(jīng)退行性疾病。

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