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生活中的“洗脑”一词听上去总是充满着负面色彩，然而从生理意义上来看，“洗脑”是每天躲不掉的必然事件。只不过，它的发生总是悄无声息：在我们熟睡的时候，脑脊液会随着大脑中的类淋巴系统有节律地冲进和离开大脑，这一过程可以将白天产生的有毒废物顺带冲走，是真正意义上的“洗脑”。
早在2012年，来自罗彻斯特大学的Maiken Nedergaard教授团队就描述过这种特殊的大脑类淋巴系统，她发现携带着示踪剂的液体会以一种“喷射”的形式穿过大脑组织。随着脑脊液穿过神经胶质细胞协助构建的通道，大脑中的β-淀粉样蛋白会随之清除。这也暗示了充足的睡眠对于预防阿尔茨海默病等痴呆症有着关键作用。
图片来源：123RF
随着研究进一步深入，科学家也在更新对类淋巴系统的理解。挪威奥斯陆大学的研究者发表在《自然-通讯》的研究曾表明，睡觉时大脑中的血管会节律性地收缩和舒张，这种变化可以挤压周围的液体，也包括用于清洗工作的脑脊液。
这一结果其实已经暗示着，大脑血管与脑脊液的相互作用会形成类似水泵的现象。在最新的《细胞》杂志中，Nedergaard教授与同事再次加深了我们对类淋巴系统的认识，他们不仅确认了这种“水泵式”清洗机制的存在，还找到了促使其运转的神秘因素——去甲肾上腺素。这种分子会刺激血管的振荡变化，变相推动脑脊液的流动来实现清洗大脑的目的。
值得一提的是，新研究在观察模式上有了全新的进步。在过去，研究普遍是通过麻醉的方式来诱导小鼠进入睡眠，然后再对固定的小鼠大脑活动进行分析。而Nedergaard教授团队研发了一种“流动光纤光度”（flow fiber photometry）的方法，可以长时间在不干扰小鼠清醒-睡眠周期的情况下分析大脑血流、脑脊液的动态变化。观察期间小鼠可以自由活动，以此反映更真实的大脑变化。
▲研究示意图（图片来源：参考资料[2]）
作者还额外记录了睡眠期间去甲肾上腺素的变化，因为过往研究发现在非快速眼动期（NREM）这种激素的水平会出现振荡，这也提示去它可能与脑脊液的特殊冲刷模式有关。
在观察中，作者发现小鼠在进入NREM后，去甲肾上腺素与血管舒缩活动存在同步的变化。当研究者尝试抑制去甲肾上腺素释放时，血管的动态变化和血流量也会随之下降。同时，作者发现这种同步变化不仅存在于它们两者之间，脑脊液作为第三方也会参与其中的同步动态过程。
▲小鼠睡眠期间，去甲肾上腺素会影响血管舒缩活动（图片来源：参考资料[2]）
在持续的观察期中，脑脊液信号同样会缓慢升高然后逐渐下降，以此形成有节律的波动。作者发现该过程与血管、血流动态保持同步。原理上，小鼠进入深度睡眠后脑干大约每50秒会释放一次去甲肾上腺素，促进血管舒缩。与之相邻的脑脊液受到影响，随之产生有节律的波动，以水泵的形式冲刷带走大脑中的废物。
新研究揭示的这种深层机制也为治疗失眠的药物开发带来了全新的启示。比如作者在实验中发现，常用于治疗失眠的唑吡坦可以加速小鼠入睡，但是会让去甲肾上腺素波动下降50%，这会使进入大脑的脑脊液显著减少。因此尽管此类药物促进了睡眠，但也变相抑制了睡眠时的废物清除工作。
Nedergaard教授表示：“研究找到了去甲肾上腺素动态、血管活动和大脑类淋巴系统的清洗三者之间的联系，也让我们看清了睡眠是如何帮助身体恢复的。这些结果对未来的睡眠相关疗法提供了指导方向。”
封面图来源：123RF
参考资料：
[1] Common sleep aid may leave behind a dirty brain. Retrieved January 8, 2025 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1069545
[2] Norepinephrine-mediated slow vasomotion drives glymphatic clearance during sleep. Cell（2024）. DOI：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.11.027