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深度睡眠 = 更好的清理大脑垃圾

 风声之家 2022-07-08 发布于江苏

关不住的月光 太生活 2020-04-28 00:19

人一生有三分之一的时间是在睡眠中度过,睡眠对于认知,大脑健康的恢复,在生物学中还是一个未解的谜。

波士顿大学的科学家们,认为脑脊液(CSF:Cerebrospinal Fluid)可以清理大脑中有毒废物。科学家不清楚这一切是如何运作,但是史无前例地拍下了清洗过程:

红色是血液,蓝色是脑脊液。厉害的是从前没有发现过,血液会周期性地大量流出大脑。每当血液大量流出,脑脊液就趁机发动一波攻击。

脑脊液进入之后会清除毒素。

而这样的清洗,只有在睡着后才能做到,让人一觉醒来,拥有一个清爽的大脑;没睡着的时候,脑脊液并没有充分的机会趁虚而入。

另外,研究人员还发现了脑电活动和清洗过程之间的关系,也就是说脑电波指挥了液体运动。

这项成果,刚刚登上了Science。

为何只有睡着才能洗脑?

当你睡着之后,大脑会经历几个不同的阶段:

从轻度睡眠,到失去意识的深度睡眠,再到快速眼动 (REM) 睡眠,就是容易做梦的状态了。

这项新的研究,是专注在非REM的阶段,就是没到要做梦的时候,也是对大脑保留记忆 (Memory Retention) 来说,非常重要的阶段。

其实,2013年已经有研究证明了,在小鼠睡眠的过程中,大脑里像β淀粉样蛋白这样的毒素,是会被清除的。大脑用的清洁剂,叫做脑脊液。

问题是,到底怎么清除的?为什么只有睡觉的时候才能清除?

科学家们做了个实验,让13个人类带上脑电帽,在核磁共振 (MRI) 机器里睡觉。脑电图会显示,一个人处在哪个睡眠状态;而MRI会测量血氧水平,显示有多少脑脊液流进流出。

然后发现了奇妙的现象:

大脑里的血氧浓度,出现了明显的大周期变化。也就是说,血液会大规模、周期性地流出大脑。

这个时候,脑脊液就会趁机冲进大脑,把留给它的空间都填满:

绿色是血液氧合信号,

紫色是脑脊液信号

醒来之后,大周期不见了,脑脊液就没办法大量冲进大脑,完成有效的清洗:

论文的通讯作者Laura Lewis (简称“刘易斯”) 认为,这是因为睡眠过程中,大脑里的神经元们会开始同步活动,一起开,一起关。

这个发现很重要,它告诉我们睡眠是一项非常特殊的功能:

我们醒着的时候,神经元们是不会同开同关的。所以,醒着的时候没有办法让大脑的血量,下降到足够低的水平。

只有睡着之后,大脑里没有那么多血液的时候,脑脊液才能自如地循环开来,清除像β淀粉样蛋白这样的代谢副产物。

甚至2013年那项小鼠研究的负责人,罗切斯特大学的神经科学家Maiken Nedergaard,也发出了赞叹:

这篇论文太棒了。完全想不到,有人能够真的证明,脑电活动是可以让液体流动起来的,一颗赛艇。

女科学家领衔

这篇Science论文的通讯作者,是波士顿大学工程学院生物医学工程系的助理教授劳拉·刘易斯。

2014年,她从麻省理工学院神经科学专业博士毕业。其研究方向是脑成像,神经动力学以及计算神经科学与信号处理等。

太赫兹量子波改善睡眠案例研究:

(以下核磁图片来源提供:太赫兹(北京)科技有限公司)

7岁男童,2019年9月18号,突发右耳听力下降,北京儿童医院诊断右耳极重度音神经性耳聋;易感冒,易怒,和母亲对抗,时有拍桌子现象;眠中打呼噜,磨牙现象;最近眠中有噩梦;手眼有不协调现象,右眼近视,头部极易出汗。

从2019年9月25日到10月31日共接受太赫兹量子波理疗67次(小时),2019年9月25日,2019年10月9号,2019年10月30日做三次核磁检测。

理疗后,孩子发怒现象明显减少,睡眠中打呼,磨牙现象消失,手眼不协调现象改善,右眼视力恢复正常,右耳听力变化持续跟踪中。

三次核磁对比变化示意图如下:

头部供血得到改善。

三次核磁对比报告显示,2019年10月30日头部供血较2019年10月9号,2019年9月25号,越来越充盈。

腺样体的A/N比值从2019年9月25日的0.76,2019年10月9日0.68,2019年10月30日的0.60,呈现下降趋势,同时鼻咽腔逐渐增大,气道渐通畅,孩子在睡眠中打呼现象明显减弱,同时额窦,筛窦,蝶窦粘液聚集征象消失,说明大脑中代谢出许多垃圾,2019年10月22日,在同仁医院清理耳朵中出现的大量耵聍。

2019年9月25日右侧面听神经聚集,脑脊液构造缺失,到2019年10月25日,脑脊液模糊,略有出现,孩子的听力能否恢复,和右耳听神经脑脊液能否恢复正常,有正关联性。

脑部灌注成像由2019年9月25日的33.4,上升到2019年10月9日的42.5,再上升到2019年10月25日的47.5,说明脑内微循环发生了显著改善。

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