睡眠狀態(tài)脈動血管清洗大腦在阿爾茨海默病防治發(fā)揮的作用詳解

洗腦”一詞通常會引發(fā)負(fù)面聯(lián)想，但實際上，我們大腦的健康離不開“洗腦”。在我們睡覺時，大腦會被清洗，這種清洗是將有害廢物從大腦中清除的過程。大腦不斷產(chǎn)生廢物，如果堆積過多，就會增加患阿爾茨海默病及其他神經(jīng)退行性疾病的風(fēng)險。

而這種“洗腦”過程在睡眠期間比在清醒時效率更高，但其中的原因尚不清楚。
近日，奧斯陸大學(xué)的研究人員在 Nature 子刊 Nature Communicatuions 上發(fā)表了題為：Sleep cycle-dependent vascular dynamics in male mice and the predicted effects on perivascular cerebrospinal fluid flow and solute transport 的研究論文。

該研究揭示了在我們睡覺時“洗腦”是如何以及為什么發(fā)生的。當(dāng)我們睡覺時，大腦中的血管會以特定的模式收縮和擴張，這可能是清除大腦有害廢物的關(guān)鍵機制之一。
該論文的通訊作者 Rune Enger 副教授表示，這一發(fā)現(xiàn)可以幫助我們找到治療甚至預(yù)防阿爾茨海默病及其他神經(jīng)退行性疾病的新方法，也有助于制定更有效地將藥物遞送到大腦的策略。

來自大腦的廢物通過腦血管周圍的專門通道被清除。因此，血管的運動可以影響這一過程。研究團隊讓小鼠自然睡眠，然后用激光顯微鏡檢查它們的大腦中發(fā)生了什么。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠鼠睡覺時，大腦中的血管，特別是動脈，以特定的模式擴張和收縮。而在清醒的小鼠中沒有觀察到這種血管運動。因此，研究團隊認(rèn)為，當(dāng)我們睡覺時，這些大腦的血管運動可能會把液體泵到大腦周圍，幫助清理大腦中的廢物。

此前認(rèn)為，只有深度睡眠參與了大腦中廢物的清理。然而，在這項研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)了一些驚人的現(xiàn)象——大腦中的血管收縮和擴張模式在整個睡眠周期的每個睡眠階段都是獨一無二的，包括深度睡眠、快速眼動睡眠，甚至是我們晚上睡覺時的短暫覺醒。在深度睡眠期間，動脈緩慢擴張和收縮，但當(dāng)小鼠過渡到快速眼動睡眠時，這些振蕩變小，而動脈緩慢擴張。在快速眼動睡眠中，動脈保持?jǐn)U張，然后在睡眠周期結(jié)束時迅速收縮到與入睡前相同的大小。這種收縮也發(fā)生在我們睡眠時的短暫覺醒中。
論文第一作者 Laura Bojarskaite 表示表示，似乎睡眠周期中的每個部分都有其獨特的大腦動脈的“舞蹈”。
研究團隊進一步發(fā)現(xiàn)，這些依賴于睡眠周期的大腦動脈擴張和收縮會影響血管周圍通道的大小，而這些通道對大腦中液體和分子的運輸至關(guān)重要。這些通道隨著血管的擴張和收縮，因此，研究團隊相信其影響了大腦中液體的流動。然后，他們使用生物力學(xué)計算機建模和模擬，結(jié)果顯示，大腦中動脈的擴張和收縮以及周圍通道的同時變化對大腦中液體的流動和物質(zhì)運輸確實產(chǎn)生了很大影響。
研究團隊認(rèn)為，這項新研究可以解釋為什么睡眠時大腦中的液體流動和廢物清除與清醒時不同，并將睡眠中的血管動力學(xué)確定為預(yù)防神經(jīng)退行性疾病和改善藥物向大腦遞送的潛在靶標(biāo)。

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