研究發現,睡眠不足時大腦會自我吞噬
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我們都知道,睡眠很重要,人的一生大約有三分之一的時間都在睡眠中度過。
睡眠不足時我們不但會感覺到疲憊,判斷力下降、學習能力受損、偏頭痛和癲癇的風險增加,長期又徹底的失眠甚至會造成死亡。
最近更是有研究顯示,長期睡眠不足時,大腦會吞噬自身,聽起來有點嚇人,那麼到底是怎麼回事,一起來看看。
睡眠時大腦在做什麼?
Science 上曾刊登文章,為睡眠的重要性找到了直接證據,那就是睡眠時大腦會清除白天時腦內代謝的廢物。
人腦內,多數代謝產物由腦細胞排放到細胞間隙(interstitial space)之間的組織間液中。
另一種分泌的液體腦脊液(cerebrospinal fluid)有供給腦部分營養、排出代謝廢物的作用。
腦脊液沿著動脈周隙流入腦內,與腦細胞組織間液交換,將細胞間液體的代謝廢物帶至靜脈周隙,然後排出腦外。
為了研究腦脊液的流動情況,研究人員分別在小鼠睡著時和清醒時向其大腦中注入熒光液,結果發現小鼠睡著時熒光液分布比清醒時更加廣泛。
下圖中黃色顯示清醒時的腦脊液分布,綠色顯示睡眠時的分布。
研究人員還發現,小鼠在睡著時其腦中間隙比清醒時更大,這說明睡著時腦脊液會與大腦組織之間進行更多的交換,下圖中黃色代表清醒時,綠色代表睡著時。
那麼腦脊液在睡眠時更活躍有什麼作用呢?為了驗證這一點,研究人員給小鼠的大腦腦內間隙注入 β 澱粉樣蛋白,此蛋白的異常聚集會導致阿爾茨海默病即老年痴呆。
結果發現,睡眠時β澱粉樣蛋白代謝的更快,這說明腦脊液可以代謝掉大腦中的毒素。
睡眠不足時大腦在吞噬自己
義大利爾凱理工大學的研究人員做了一項實驗,發現,當老鼠睡眠不足時,它們腦中的清潔細胞會變得更加活躍。
這種清潔細胞叫星形膠質細胞,它們就像小型吸塵器一樣,在大腦的連接變弱和發生分裂的情況下對細胞進行清理。
清理的過程在睡眠時就會發生,本來這是好事,因為他們可以幫助大腦代謝掉很多毒素。
?但問題是,研究人員發現,當睡眠不足時星形膠質細胞變得更加活躍,這樣一來,它們就會過度代謝直至損傷大腦。
而且睡眠不足的小鼠大腦中的小神經膠質細胞要更加活躍,而這正是老年痴呆症的前兆。
研究人員發現,持續睡眠不足時,小鼠大腦內的清潔細胞會大量清除神經元和突觸連接,這種損傷是不可逆轉的。
研究人員對四組小鼠的大腦進行了成像:
第一組睡 6 到 8 小時,睡得較好
第二組自然醒
第三組被剝奪睡眠 8 小時
最後一組連續五天保持清醒,屬於長期睡眠不足
研究人員比較了四組小鼠大腦內的星形膠質細胞的活性,第一組為 5.7%,第二組為 7.3%;第三組為 8.4%;而最後一組甚至高達 13.5%。
研究人員懷疑星形膠質細胞太過活躍或許與阿爾茲海默症相關,可能是神經病變的前兆。而且即便是後來補充睡眠也無法逆轉損傷。
在此之前,有研究發現,過少的睡眠會使人們更容易患上心臟病。夜晚睡眠不足 6 小時的代謝綜合征患者死亡風險會更高,特別是那些高血壓或葡萄糖代謝比較差的人群。
如果心臟病和糖尿病的高發人群不能保證 6 小時以上的睡眠,他們死於心臟病或中風的幾率會是那些不易患病人群的兩倍。
由此看來,我們該好好睡個覺了。
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