“雖然我們的研究表明，排除毒素可能不是我們需要睡眠的關鍵原因，但其重要性是無可爭議的。睡眠中斷是癡呆癥患者的常見癥狀，我們?nèi)匀徊恢肋@是否是疾病的結(jié)果出于某種原因，良好的睡眠可能有助于降低癡呆癥的風險?！?

人們需要睡眠，但目前還沒有人真正知道其中的原因。過去十年流行的一種理論是，睡眠通過類淋巴系統(tǒng)清除大腦中的廢物和毒素。支持者表示，睡眠問題會擾亂這一過程，增加患阿爾茨海默病和其他腦部疾病的風險。

近年來，一些科學家對該理論的某些方面提出了挑戰(zhàn)。現(xiàn)在，一項新的研究測量了小鼠大腦中熒光染料的清除和液體運動，表明這一過程實際上與清醒、睡眠或麻醉無關。在睡眠和麻醉期間，大腦中的毒素清除和液體運動顯著減少而不是增加。

相關研究于2024年5月13日以簡短通訊的形式在線發(fā)表于《自然-神經(jīng)科學》（自然神經(jīng)科學）。通訊作者為英國倫敦帝國理工學院癡呆研究所的Nicholas P.弗蘭克斯和威廉·威斯登。

2013年，美國羅切斯特大學神經(jīng)科學家Maiken Nedergaard及其團隊將熒光染料注入實驗小鼠小腦延髓池，觀察腦脊液（CSF）的實時流動。小腦延髓池位于后顱窩后下部，腦外，向腦供應腦脊液。研究小組發(fā)現(xiàn)，當老鼠睡著或麻醉時，與清醒時相比，滲透大腦的腦脊液流入量增加。

研究人員得出結(jié)論，當老鼠睡覺時，更多的液體流經(jīng)大腦并流入血液或淋巴管。 Nedergaard 提出，這種流出依賴于神經(jīng)元之間的微小淋巴管來泵送液體，她的團隊在早期的一項研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這一點。

在最近發(fā)表的一項研究中，尼古拉斯·弗蘭克斯和其他人使用了一種不同的技術。他們將熒光染料直接注射到小鼠的大腦中，并用遠離注射部位的大腦另一部分的傳感器測量熒光染料的濃度。傳感器顯示，當小鼠清醒時，熒光染料比它們睡著或麻醉時要少得多。

加州大學圣巴巴拉分校的生物學家斯蒂芬·普魯克斯稱這項新研究的方法“非常聰明”。 Proulx 的團隊在2018 年取得了類似的發(fā)現(xiàn)，當時他和同事將熒光染料注射到小鼠的小腦延髓池中，發(fā)現(xiàn)它們在清醒的小鼠中比在麻醉的小鼠中更快地進入全身血流。

據(jù)《科學》雜志報道，尼德加德表示，這項新研究并沒有嚴重挑戰(zhàn)她的結(jié)果。 “你不能做一些完全不同的事情并說所有舊數(shù)據(jù)都是錯誤的，”她說。

據(jù)了解，Nedergaard 正在寫信給《科學》，詳細說明她的擔憂。一是染料在清醒和睡眠時以相同的速率泵入，可能會導致虛假結(jié)果。她的研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元在睡眠期間收縮，這可能會降低大腦的壓力，并影響熒光染料流經(jīng)大腦的速度，盡管這一點受到了其他人的質(zhì)疑。

尼德加德主要擔心的是直接注射熒光染料可能會損害大腦。淋巴系統(tǒng)很脆弱，很容易崩潰。根據(jù)挪威奧斯陸大學（挪威語：Universiteteti Oslo）的克里斯蒂安·艾德（Kristian Eide）的說法，弗蘭克斯的團隊沒有測量皮質(zhì)中的熒光染料，而皮質(zhì)是大多數(shù)淋巴清除發(fā)生的地方。

荷蘭阿姆斯特丹大學醫(yī)學中心循環(huán)系統(tǒng)專家埃里克·巴克（Erik Bakker）表示，大腦可能有多種廢物清除機制，既有小分子（如熒光示蹤劑），也有大分子（如阿爾茨海默病相關蛋白）淀粉樣蛋白）。蛋白質(zhì)）可能以不同的方式離開大腦。

Nedergaard 的團隊正在研究一種嚙齒動物模型，可以在廢物離開大腦時對其進行精確追蹤。與此同時，弗蘭克斯的團隊計劃研究不同大小的分子在大腦中的行為方式，以及可能首先將含有廢物的液體泵入器官的機制。

研究共同負責人比爾·威斯登在一份新聞稿中解釋說：“雖然我們的研究表明排除毒素可能不是我們需要睡眠的關鍵原因，但睡眠的重要性是無可爭議的?！?“睡眠中斷是癡呆癥患者最關心的問題?！背Ｒ姲Y狀，我們?nèi)匀徊恢肋@是疾病進展的結(jié)果還是驅(qū)動因素。出于某種原因，良好的睡眠可能有助于降低患癡呆癥的風險。從另一個角度來看，我們的研究表明大腦是清醒的。一般來說，保持清醒、活躍和鍛煉可以更有效地清除大腦中的毒素。”