[轉帖]熬夜變傻有科學依據，人類睡覺時會被「洗腦」，科學家首次拍下全程 | Science

熬夜變傻有科學依據，人類睡覺時會被「洗腦」，科學家首次拍下全程 | Science

https://mp.weixin.qq.com/s/hJeJjh0GSUclcoh3Z6mySQ

 

關注前沿科技 量子位 今天

魚羊 栗子 發自 凹非寺 
量子位 報道 | 公衆號 QbitAI

你睡着的時候，真的被洗了腦。

此次，波士頓大學的科學家們，前所未有地拍下了清洗過程：

紅色是血液，藍色是腦脊液。厲害的是從前沒有發現過，血液會週期性地大量流出大腦。每當血液大量流出，腦脊液就趁機發動一波攻擊。

腦脊液進入以後會清除毒素，好比致使阿爾茨海默病的β澱粉樣蛋白。

而這樣的清洗，只有在睡着後才能作到，讓人一覺醒來，擁有一個清爽的大腦；沒睡着的時候，腦脊液並無充分的機會趁虛而入。

另外，研究人員還發現了腦電活動和清洗過程之間的關係，也就是說腦電波指揮了液體運動。

這項成果，剛剛登上了Science。

做者興奮地說：離揭示阿爾茨海默病和睡眠之間的聯繫，又近了一步。

而羅切斯特大學的神經科學家Maiken Nedergaard則不由讚歎：

這篇論文太棒了。

徹底想不到，有人可以真的證實，腦電活動是可讓液體流動起來的，一顆賽艇。

因此，多睡一點吧，不要熬夜了。洗腦洗不完，說不定真的會變傻 (狗頭) 。

爲什麼只有睡着才能洗腦？

當你睡着以後，大腦會經歷幾個不一樣的階段：

從輕度睡眠，到失去意識的深度睡眠，再到快速眼動 (REM) 睡眠，就是容易作夢的狀態了。

這項新的研究，是專一在非REM的階段，就是沒到要作夢的時候，也是對大腦保留記憶 (Memory Retention) 來講，很是重要的階段。

其實，2013年已經有研究證實了，在小鼠睡眠的過程當中，大腦裏像β澱粉樣蛋白這樣的毒素，是會被清除的。大腦用的清潔劑，叫作腦脊液。

問題是，到底怎麼清除的？爲何只有睡覺的時候才能清除？

科學家們作了個實驗，讓13我的類帶上腦電帽，在覈磁共振 (MRI) 機器裏睡覺。腦電圖會顯示，一我的處在哪一個睡眠狀態；而MRI會測量血氧水平，顯示有多少腦脊液流進流出。

而後發現了奇妙的現象：

大腦裏的血氧濃度，出現了明顯的大週期變化。也就是說，血液會大規模、週期性地流出大腦。

這個時候，腦脊液就會趁機衝進大腦，把留給它的空間都填滿：

△ 綠色是血液氧合信號，紫色是腦脊液信號

醒來以後，大週期不見了，腦脊液就沒辦法大量衝進大腦，完成有效的清洗：

論文的通信做者Laura Lewis (簡稱「劉易斯」) 認爲，這是由於睡眠過程當中，大腦裏的神經元們會開始同步活動，一塊兒開，一塊兒關。

之因此有這樣的推測，是由於腦電圖的數據顯示，有神經節律出現後，才發生了血液和腦脊液的流轉：

當大量神經元一同中止了激發，就不須要那麼多血液進去輸送氧氣，纔給了腦脊液涌入的機會。

這樣，便有了咱們在開頭看到的那副景象：

這個發現很重要，它告訴咱們睡眠是一項很是特殊的功能：

咱們醒着的時候，神經元們是不會同開同關的。因此，醒着的時候沒有辦法讓大腦的血量，降低到足夠低的水平。

只有睡着以後，大腦裏沒有那麼多血液的時候，腦脊液才能自如地循環開來，清除像β澱粉樣蛋白這樣的代謝副產物。

甚至2013年那項小鼠研究的負責人，羅切斯特大學的神經科學家Maiken Nedergaard，也發出了讚歎：

這篇論文太棒了。

徹底想不到，有人可以真的證實，腦電活動是可讓液體流動起來的，一顆賽艇。

下一步研究

根據布萊斯·曼德（Bryce A Mander）發表在Nature子刊上的論文，衰老和局部腦萎縮，就與非快速眼動（NREM）睡眠期間的慢波活動減小有關。

論文連接：https://www.nature.com/articles/nn.3324

這項研究指出，老年人的睡眠中斷，是大腦結構改變所致，會致使年齡相關的認知能力降低。

而如今，波士頓大學的這一新進展代表，慢波損耗與腦脊液流量減小有關。

下一步，他們會繼續探索衰總是如何影響人們睡眠時血液和腦脊液的流動的。

據劉易斯介紹，研究團隊計劃招募老年人蔘加下一次研究。

而研究推動過程當中面臨的另外一個難題，是腦電波，血液和腦脊液到底是如何完美協同的。劉易斯表示：

咱們觀察到，神經改變彷佛老是首先發生，隨後血液從腦部流出，這以後腦脊液波動纔會出現。

這項研究的深刻，也給治療和預防像老年癡呆（阿爾茨海默症）、自閉症這樣的神經疾病開拓了新的治療思路。

此前，針對β澱粉樣蛋白的藥物開發頻頻陷入困境，但如今，科學家們指出，或許不着力於起做用的特定分子，而是着重增長「洗腦」的腦脊液總量，會成爲有效的解決方案。

女科學家領銜

這篇Science論文的通信做者，是波士頓大學工程學院生物醫學工程系的助理教授勞拉·劉易斯。

2014年，她從麻省理工學院神經科學專業博士畢業。其研究方向是腦成像，神經動力學以及計算神經科學與信號處理等。

論文一做，則是劉易斯實驗室的成員妮娜·福爾茲（Nina Fultz）。

有趣的是，劉易斯實驗室的10位成員當中，絕大多數都是女性。

傳送門

論文地址：

https://science.sciencemag.org/content/366/6465/628

其餘相關研究：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3880190/

https://www.nature.com/articles/nn.3324

— 完 —

大咖齊聚！量子位MEET大會報名開啓

量子位 MEET 2020 智能將來大會啓幕，將攜手優秀AI企業、傑出科研人員呈現一場高質量行業峯會！VIP票即將售罄，快掃碼報名吧~

榜單徵集！三大獎項，鎖定AI Top玩家

2019中國人工智能年度評選啓幕，將評選領航企業、商業突破人物、最具創新力產品3大獎項，並於MEET 2020大會揭榜，歡迎優秀的AI公司掃碼報名！