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高质量的睡眠有利于清除大脑垃圾
从“熬夜有害健康”到“熬夜会让人变傻”，这些说法几乎已成为一种常识，但是其中的奥秘并没有得到充分解读。美国波士顿大学神经科学家劳拉·刘易斯团队发表于 2019年10月31日《科学》杂志上的研究结果有可能进一步揭示其中的机理。
刘易斯团队对13名志愿者进行研究，让他们带上脑电帽，在核磁共振机器里睡觉。脑电图会显示，一个人处在哪种睡眠状态；核磁共振会测量血氧水平，显示有多少血液退出大脑，又有多少脑脊液流进大脑。研究人员则对二者的相关性进行观察和记录。
从人的大脑里血氧浓度的明显变化可以知道，人在睡眠时，血液会大规模、周期性地流出大脑。每当大脑中的血液大量流出，就给大脑腾出了一定空间，脑脊液则会趁虚进入大脑，对大脑进行冲洗和清洁，去除大脑中的毒素，其中就有导致阿尔茨海默病（老年性痴呆）的β-淀粉样蛋白。
大脑中的血液与脑脊液的交替其实是由睡眠时的脑电波来控制的。人的睡眠是有节律的，这体现在脑电波节律上，通常与睡眠的不同阶段相关。睡眠过程的节律是，快速眼动睡眠和慢波睡眠交替进行。快速眼动睡眠会伴随高度活跃的脑电信号，在这个时候会出现梦境；慢波睡眠则只会伴随低活跃的慢脑电波，因此慢波睡眠也被称作深度睡眠，决定了人能获得好的睡眠质量。
刘易斯等人发现，在志愿者进入深度睡眠阶段时，脑脊液经特定脑区过滤后周期性地进入大脑，并且环绕整个大脑流动。而且，在脑脊液进入大脑之前的数秒钟前，血液会迅速退出大脑，给大脑腾出更多的空间，并且还会伴随有节律的慢波脑电信号。血液退去和脑脊液进入大脑并在大脑中循环的现象是平均每20秒就会进行一次。
这个研究至少说明了一些问题。一是人们要在熟睡时，或者说有质量的睡眠（深度睡眠）时，大脑中的血液才会退出，给脑脊液腾出空间，让其进入并清洗大脑。同时，脑脊液对大脑的清洗与脑电波有关，可能是由活跃度低的慢脑电波触发或主导的。此外，脑脊液清洗大脑后，会带走大脑中的一些毒素、垃圾和污染物，因而会让人在睡醒后大脑变得清新和充满能量，让人神清气爽，精力充沛。
在刘易斯等人的研究发现之前，已经有一些研究发现了同样的现象。美国罗彻斯特大学神经科学家迈肯·内德加德的团队在2013年发表于《科学》上的一项研究早就提出，大脑有一套排污系统，人在睡觉时可通过该系统将清醒时产生的毒素蛋白排出去，这个排污系统就是脑脊液的循环，也称作脑淋巴系统。脑脊液平时充斥在大脑周围以及脊髓中，会利用脑部血管周围的一些小通道进入大脑组织。
内德加德等人发现，睡眠中的小鼠大脑中的组织间隙比那些清醒时小鼠大脑中的组织间隙要大60%，这就让流经这些区域的脑脊液能有效清除大脑中的有毒代谢产物。为了弄清脑脊液清洗掉的废物是什么，研究人员采用了荧光标记物标记β-淀粉样蛋白。因为，对阿尔茨海默病的病因的主流学说是，大脑中β淀粉样蛋白沉积和 Tau蛋白过度磷酸化导致人的认知退化和痴呆。
研究人员通过荧光标记物标记β-淀粉样蛋白观察到，小鼠在睡眠中，β-淀粉样蛋白流出脑子的速度比正常清醒时的速度快2倍。这也证明，在睡眠中，脑脊液进入大脑的确能清除大脑中的毒素和废物，如β-淀粉样蛋白。不过，这一研究结果是在小鼠的大脑中观察到的。现在，刘易斯团队在人的大脑中观察到同样的现象，既是重复验证了这一结果，又证明了脑脊液在睡眠时清洗大脑不是从动物推论而来，而是在人身上得到直接证明，并且还证明，脑脊液清洗大脑的过程是与睡眠节律同步进行的。
还有一个比较好的旁证是，人的睡眠姿势也可能有效帮助脑脊液清除大脑中的废物。2015年，美国纽约州立石溪大学的本维尼斯特团队采用动态增强的磁共振成像技术对大脑中的淋巴系统进行扫描，结果发现，大脑中的脑脊液在侧卧睡姿中表现得最为活跃，清除大脑中的废物也最有效。
[选自《南斱周末》（2019年11月18日科学版，有删改）]
（链接一）
数据显示，我国有各类睡眠障碍者约占人群的38％。在青少年中，睡眠不足的问题也普遍存在。今年“世界睡眠日”发布的《2019中国青少年儿童睡眠白皮乢》显示，我国有62.9%的青少年儿童每天睡眠不足 8小时，青少年儿童普遍缺乏睡眠。而睡前接触电视、手机、电脑等电子产品，是导致青少年睡眠质量差的重要原因，需要引起学校、家长和全社会的重视。
[节选自《人民日报》（2019年11月14日09版）]
（链接二）
睡眠质量差直接影响了孩子的身心健康与学习成绩。调查显示，36.5%的睡眠质量差的孩子会出现肥胖症，而在睡眠状况优的孩子中，这一比例仅为3.7%。此外，还有40.5%的睡眠质量差的青少年儿童会出现神经衰弱或抑郁，而在睡眠状况优的孩子中，这一比例仅为1.4%。从学习成绩看，在睡眠状况优的孩子中，分别有45.4%、34.1%的孩子在班级排名中分别位于前5%和 6%～20%。而在睡眠状况差的孩子中，则有41.9%的排名在班级的75%以后。专家呼吁，睡眠不足会对青少年儿童的记忆力、情绪等产生负面影响，社会应关注孩子的“欠眠”问题，共同呵护青少年儿童的睡眠，帮助他们茁壮成长。
（节选自《2019中国青少年儿童睡眠指数白皮书》）
