颠覆传统认知！Nat Neurosci | 睡眠与麻醉状态下，大脑排毒功能意外“减速”

广泛接受的理论认为，睡眠的作用是能积极清除大脑中的代谢产物和毒素，而且或许也会在麻醉过程中增强这种清除效率。而近日，一篇发表在国际杂志Nature Neuroscience上题为“Brain clearance is reduced during sleep and anesthesia”的研究报告中，来自帝国理工学院等机构的科学家们通过研究发现，在睡眠期间大脑排毒的能力实际上可能还会降低，这或许与主流科学理论相反。

在过去十年里，关于为何人类会睡觉的主流解释是，其能为大脑提供一种排出毒素的机会，然而，在这项最新研究中，研究人员发现，睡眠或许并不会帮助清除大脑中的毒素。通过测定小鼠大脑中的毒素清除和液体流动情况，研究者发现，机体在睡眠和麻醉状态下，毒素的清除能力和液体流动竟会明显减少。

文章中，研究人员使用了一种荧光染料来观察其从大脑的一个区域移动到另一个区域，以及从大脑中被清除的速度，这帮助他们能直观地测定大脑中染料被清除的速率，结果发现，相比处于清醒状态的小鼠而言，睡眠中的小鼠机体大脑中染料的清除率会减少大约30%，而麻醉中的小鼠大脑中染料的清除率大约会减少50%。

与主流科学理论恰恰相反 睡眠或许并不会帮助清除大脑毒素

图片来源：Nature Neuroscience (2024). DOI:10.1038/s41593-024-01638-y

此前主流理论认为，睡眠能通过类淋巴系统（glymphatic system，一种能从中枢神经系统中排出废物的机制）来改善大脑中毒素的清除，然而，这一点从未得到最终证实，此前的研究依赖于间接测定大脑中液体流量的手段。

据研究者介绍，尽管这项最新的研究结果令人惊讶，但具体的过程以及原因还有待进一步挖掘。Nick Franks教授说道，这一领域的研究人员一直将注意力集中在“清除”这个想法上，他们认为这是我们日常睡眠的关键原因之一，然而本文研究中我们却发现，结果恰恰相反，在处于睡眠状态或麻醉状态的动物中，其大脑对染料的清除率会发生明显降低。

到目前为止，研究人员并不知道睡眠状态是如何减缓大脑中这些分子的移除的，他们指出，分子的大小可能会影响其在大脑中的移动速度，有些化合物能通过不同的系统被清除。尽管目前研究人员已经发现，清除毒素或许并不是我们睡觉的关键原因，但睡眠的重要性是无可争议的。

此项研究的颠覆性发现，不仅促使科学界重新审视睡眠的功能，也为理解痴呆症等神经退行性疾病与睡眠障碍之间的复杂联系提供了新视角。以往认为优质睡眠有助于减少痴呆风险，部分归因于其排毒功能，但现在看来，这一假设需重新考量。本研究提示，保持清醒状态下的活跃与运动，或许是促进大脑自我清洁的有效途径。接下来，研究人员的目标就是揭示睡眠如何减少小鼠大脑中毒素的清除，并探索是否这些研究发现适用于人类。

综上，本文研究结果表明，在机体处于睡眠和麻醉期间，大脑中毒素的清除效率会明显降低而不是增加。

参考文献：

Miao, A., Luo, T., Hsieh, B. et al. Brain clearance is reduced during sleep and anesthesia. Nat Neurosci (2024). doi：10.1038/s41593-024-01638-y