在你睡觉的时候,脉动的血管会清洗你的大脑
“洗脑”一词通常会引发负面联想。但我们的大脑健康肯定取决于它。奥斯陆大学(University of Oslo)的科学家最近有了新的重要发现,关于我们睡觉时这种情况是如何以及为什么发生的。
的血管在大脑当我们睡觉时,以特定的模式收缩和扩张,这可能是驱使我们清除大脑有害废物的关键机制之一。
“我们的发现可以帮助我们找到治疗甚至预防阿尔茨海默病和其他疾病的新方法神经退行性疾病.这些发现也有助于制定更有效地将药物输送到大脑的策略,”奥斯陆大学莱滕中心的副教授Rune Enger解释道。
当你睡觉的时候,大脑正在被清洗
“洗脑”或脑废物清除是一个去除有害物质的过程废物来自大脑。大脑不断产生废物,如果废物堆积太多,就会增加患阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的风险。
“‘洗脑’过程在你睡着的时候比你清醒的时候更有效。原因尚不清楚,”在基础医学科学研究所工作的Enger说。他是上发表的那篇新文章的最后一位作者自然通讯.
当我们睡觉时,大脑中的血管会以特定的模式扩张和收缩
来自大脑的废物通过周围的专门通道被清除脑血管.因此,血管的运动可以影响这一过程。研究人员让老鼠自然睡眠,然后用先进的激光显微镜检查它们的大脑中发生了什么。
他们发现大脑中的血管,特别是动脉在小鼠睡觉时,大脑皮层会以特定的模式扩张或收缩。在清醒的小鼠中没有观察到这种运动。当我们睡觉时,这些运动可能会把液体泵到大脑周围,清理大脑中的废物。
深度睡眠不仅对清除大脑废物很重要
到目前为止,人们认为只有深度睡眠参与了这种废物的清理。然而,在这项研究中,研究人员发现了一些惊人的现象:大脑中的血管收缩和扩张的模式在整个睡眠周期的每个睡眠阶段都是独一无二的,包括深度睡眠、快速眼动睡眠,甚至是我们晚上睡觉时的短暂醒来,这是睡眠周期的自然组成部分。
在深度睡眠动脉慢慢地扩张和收缩,但当老鼠过渡到快速眼动睡眠时,这些振荡变小了,而动脉慢慢地扩张。在快速眼动睡眠中,动脉保持扩张,然后在睡眠周期结束时迅速收缩到与入睡前相同的大小。这种收缩也发生在我们睡觉时短暂的觉醒中。
“这就好像睡眠周期的每个部分都有其独特的大脑动脉舞蹈,”第一作者之一劳拉·博贾斯凯特博士说。
血管的泵送促进了大脑液体流动和分子运输
研究人员发现,这些依赖于睡眠周期的动脉扩张和收缩会影响血管周围通道的大小,而这些通道对大脑中液体和分子的运输至关重要。这些通道随着血管的扩张和收缩,使Enger和他的同事们相信液体的流动也受到了影响。
然后,研究人员继续使用生物力学计算机建模和模拟。
“总而言之,我们发现动脉的扩张和收缩以及周围通道的同时变化对大脑中液体的流动和物质的运输都有很大的影响,”该研究中计算机建模工作的负责人肯特-安德烈·马尔达尔解释说。
研究人员认为,这项新研究可以解释为什么睡眠时大脑中的液体流动和废物清除与清醒时不同,并将睡眠中的血管动力学确定为预防神经退行性疾病和改善药物向大脑输送的潜在目标。
更多信息:Laura Bojarskaite等人,雄性小鼠睡眠周期依赖的血管动力学及其对血管周围脑脊液流动和溶质运输的预测影响,自然通讯(2023)。DOI: 10.1038 / s41467 - 023 - 36643 - 5