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要不要洗洗脑?别误会,我是说“清洗”大脑

 长沙7喜 2020-02-07
《 哈佛经典推理游戏》书籍封面

以下为朗读小姐姐的全文音频

清洗大脑 来自酷炫脑 00:00 09:14
BGM:病变——鞠文娴
者 | Johnny Jung
翻译 | Yael
审校 | 酷炫脑主创 & 秦风
读 | 胡恩
美工 | 豆浆
编辑 | 灵沅

大脑像其他器官一样,也会新陈代谢,废弃的、有害的物质不断堆积,它也需要排毒,需要清洁。然而,这个掌控着我们所有生命活动的昂贵器官,它的养护方法却再简单不过了,因为你只需要——好好睡觉。

你知道是什么在掌管你的生死存亡吗?是那些在你头骨里漂浮着的大量软胶状的物质。此时此刻,你的大脑也在维持你的呼吸和心跳,同时把图片上那些弯弯曲曲的黑色线条转换成你的思维和语言。

大脑,一个没有感情的工作机器,能耗却很高。虽然只占一个普通成年人 2 %的体重,但它的能耗却占了 20 %,比任何一个器官都要“费油”。

来吧,让我们夸一夸自己辛苦劳作的大脑,虽然用大脑来夸大脑有点俄罗斯套娃的意思。

大脑很有意思不是吗?很多人也这么觉得,所以神经科学迅速风靡起来。得益于人们对神经科学的浓厚兴趣和大力资助,与神经科学相关的新兴跨学科领域正在蓬勃发展,包括专攻神经退化和行为障碍的临床研究,以及在分子水平表征大脑结构和功能的基础科学。当然,这些跨学科研究都是师出有名的。

随着时间推移,神经科学的研究数量始终持续增长| Yeung et al., 2017, Frontiers in Neuroscience)

据估计,2014 年仅 9 种常见的神经系统疾病(阿尔茨海默症等痴呆症,慢性腰背痛,中风,创伤性脑损伤,偏头痛,癫痫,多发性硬化,外伤性脊髓损伤和帕金森病)就给美国人带来近 8000 亿美元的损失,而这个数字在未来只增不减。尽管耸人听闻的报道层出不穷,但目前并没有研发出能治愈受损大脑的灵丹妙药。

但我们也并非一无所获。从科学研究中得到的确实证据是,跟其他因素相比,高质量的睡眠能有效促进大脑健康。至于原因,我们已经有了一些头绪。

闯入未知之境

睡眠玄妙而神秘。直到现在,我们都不能完全理解睡眠对进化所起到的作用。但可以肯定的是,它很重要,因为大部分的哺乳动物在完全剥夺一周的睡眠后就会死亡。那么,这背后到底发生了什么呢?

 Katherine Streeter for NPR

除了偶尔会在快速眼动睡眠阶段( REM sleep )做一些刺激或怪异的梦之外,我们的睡眠体验其实是很无聊的。歌手 Drake 等人把睡眠描述为“突然昏厥”( out like a light ),然而事实上昏过去的只有我们,大脑可活跃得很,它在我们睡着的时候传送着各种各样的电化学信号,消耗着大量的能量,在快速眼动睡眠阶段更甚。

之前,睡眠研究十分依赖 EEG 和 fMRI 两种测量工具,EEG 是脑电图,收集并放大大脑表面的电活动,而 fMRI 是功能性磁共振成像,测量体内血液动力的改变。这两种工具不会对人体造成损伤,因此在研究中很受欢迎,然而它们并不能用于测量死亡的大脑样本。

一些先进的研究方法,像是双光子显微镜( two-photon microscopy )允许在高精度的焦平面上渗透性地活体成像。换句话说,就是你可以穿过头骨,实时用显微镜观察活着的、正在睡觉的被试的微观大脑结构。这很棒不是吗?

这些方法帮助研究睡眠的科学家获得了一些激动人心的新发现,但在了解它们之前,我们先学习一些神经生理学相关的专业术语:

l 神经元( Neurons ):神经系统的细胞单元,通过动作电位和释放神经递质来传递电化学信号

l 神经胶质( Gila ):非神经元的神经系统细胞,主要作用为维持神经元健康

l 脑脊液( CSF, cerebrospinal fluid ):包围着大脑的透明液体,大脑悬浮在脑脊液中

l 动脉( Arteries ):将血液输送给器官的血管

l 静脉( Veins ):将血液从器官输送出去的血管

研究的新思路

在 2012 年发表的一项研究中,介绍了一个设计得十分巧妙的实验。研究者们在小鼠的脑脊液中注入了一个荧光示踪剂,用来追踪脑脊液的流向。有趣的是,示踪剂似乎在沿着向大脑输送新鲜血液的动脉网络在流动。

但,示踪剂并不是在动脉里流动,而是在动脉周围流动。研究者们最终发现,脑脊液在介于动脉外壁和胶质细胞之间的空隙流动,你可以想象成一个大管子里套着一个小管子,两种不同的液体在各自的管子里沿着一样的路径平行流动。这样你就能理解什么是动脉周流动( periarterial flow )了。

上图中,白色为动脉,示踪剂流动的路径为彩色和绿色箭头| Mestre et al., 2018, Nature Communications
实际上,动脉周流动的截面看起来更像眼睛,而不是甜甜圈 | Tithof et al., 2019, Fluids and Barriers of the CNS

除了有压力梯度保持液体持续流动外,动脉中的血液脉冲也有助于推动脑脊液的流动。

脑脊液会进入并冲洗细胞周围的液体或间质液,清除有害的细胞废物并输送营养成分。随后,脑脊液通过静脉周围的空间,被送入过滤有害物质的淋巴管。

总的来说,这就是胶质淋巴系统( Glymphatic system,又称脑部类淋巴系统 ),相当于大脑的排污系统。令人意外的是,胶质淋巴系统 7 年前才被罗切斯特大学医学中心( University of Rochester Medical Center )麦肯·纳德加德博士( Maiken Nedergaard )的研究团队发现。

脑脊液经过动脉周围、间质和静脉周围的旅程 | Plog and Nedergaard, 2018, Annual Review of Pathology
睡眠的重要性

有关胶质淋巴系统最有意思的一个发现,大概就是它只在睡眠期间活跃。清醒时,血管周围的通道会紧缩,限制了脑脊液的流动;这种现象可能是由去甲肾上腺素( norepinephrine )调节的,而去甲肾上腺素是一种仅在清醒状态下才会大量存在的神经调质( neuromodulator )。

一些研究发现,睡觉时胶质淋巴系统会清理大脑在一天内积攒的神经有害物质,包括淀粉样 β蛋白,这是一种在阿尔茨海默病中形成特征性斑块的蛋白质。胶质淋巴系统的功能一旦受损,就会加剧淀粉样 β 蛋白的堆积,这种堆积会限制脑脊液在胶质淋巴系统内大量流动,进而形成恶性循环。

事实上,在现有阿尔茨海默症和正常衰老的大脑模型中,胶质淋巴系统的确受到了损伤,但这两者之间的因果关系并不明确,像“先有鸡还是先有蛋”一样说不清。

幸运的是,越来越多的人开始意识到睡眠并不是“奢侈品”,而是必需品。有大量的实验数据告诉我们睡眠是如何影响人的学习、肥胖、高血压和胰岛素敏感度,另外,不用学术文章摆证据,你应该也知道睡眠会影响人的心情。

《猫和老鼠》

对很多年轻人来说,睡眠不足其实已经不再用于谦虚地炫耀自己努力工作,而是对个人幸福健康的忽视。尽管有调查显示美国人在工作日的睡眠时长比前几年略有增长,但只有 10% 的受访者表示他们会让睡眠优先于健身、工作或爱好。

良好的卫生习惯有很多。相信洗头、刷牙、勤换床单和打扫室内卫生已经成为你的日常了。

现在,只要把“清洗”大脑——按时睡觉也加进来就好。

本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容

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