睡神是位清洁工

新的研究揭示了大脑是如何清理垃圾的。

不久前，渤健公司（Biogen）和日本卫材（Eisai）宣布将在2020年初向美国食品药品监督管理局（FDA）提交阿尔茨海默病的治疗药物Aducanumab的生物制品许可上市申请。这件事把β–淀粉样蛋白（β–Amyloid，以下简称Aβ）重新拉回了聚光灯下，因为此前专门针对它的新药研发全军覆没，似乎这种蛋白和阿尔茨海默病无关了。

实际上，自阿尔茨海默病于20世纪初被发现以来，Aβ一直是该病最重要的病理指标，甚至一度被认为是该病唯一的病因。此次两家公司证明专门针对Aβ的新药Aducanumab确实有一定的疗效，说明这种蛋白的确和阿尔茨海默病有着非常重要的关联。

从来源上看，Aβ可以看作是大脑的一种代谢废物。正常情况下，大脑每天都会产生各种代谢废物，但随后就会被清除出去。2013年，在小鼠身上进行的一项实验表明，脑部代谢废物的清除工作是在睡眠期间发生的，但谁也不知道睡神这位清洁工到底是如何工作的。

美国波士顿大学的劳拉·路易斯（Laura Lewis）博士怀疑清洁工作是由脑脊髓液（cerebrospinal fluid）负责完成的。这是一种像水一样清亮的液体，可以在脑组织之间流动。但这种流动究竟是如何与睡眠联系在一起的呢？这就需要做实验了。不过，大脑是个脆弱的组织，侵入式实验不太好做，于是路易斯博士设计了一个非侵入式实验，让志愿者头戴脑电波测量帽（EEG Cap）躺在核磁共振仪（MRI）里睡觉，前者可以测出睡眠处于哪个阶段，后者可以测出脑部各组织的血氧消耗情况以及脑脊髓液的流动过程。

研究结果清楚地表明，脑脊髓液的流动和脑神经的兴奋程度密切相关。每当志愿者进入深度睡眠时，脑脊髓液就会大量涌入脑组织，开始打扫卫生。

众所周知，人类的睡眠分为快速眼动睡眠（REM）和非快速眼动睡眠这两种，前者的标志就是眼球快速转动，通常伴随着梦境的出现，后者则可以简单地理解为深度睡眠，此时脑电波的频率变慢，因为脑神经的活动频率趋向一致，要么一起放电，要么集体休眠。

为什么只有在深度睡眠时脑脊髓液才会流进脑组织中去呢？路易斯博士认为这是有道理的。原来，脑神经放电时需要消耗大量的氧气，这些氧气是靠血液带进来的，人在清醒时（以及REM睡眠时）脑神经一直在持续放电，耗氧量居高不下，所以血液必须保持高速流动。但在深度睡眠阶段，当脑神经集体休眠时，耗氧量快速下降，不需要那么多血液了，此时脑部的血液流速会降低25％，空出的部分则由脑脊髓液来填补。

换句话说，人类大脑可以通过睡眠过程来控制脑神经放电的节律，从而开启脑脊髓液的流动过程。只有当脑脊髓液流动起来时，脑组织的代谢废物才会被带走，睡神就是这样打扫卫生的。

路易斯博士将研究结果写成论文，发表在2019年11月1日出版的《科学》（Science）杂志上。她认为这个结果将有助于科学家找到治疗阿尔茨海默病的方法，因为此前的药物都只针对某一种脑代谢废物（比如Aβ）的异常堆积，但也许其他一些废物也是有害的，必须全部清理出去才有效果。如果未来的科学家们能够掌握控制脑脊髓液流动的方法，就能动员人体自身的清洁工，把脑部产生的废物全部清理出去，从而根治阿尔茨海默病。

在这一天到来之前，我们可以自救，方法就是好好睡觉，别老熬夜了。