新研究表明，我们睡眠的深度会影响大脑高效清除废物和有毒蛋白质的能力。
随着年龄增长，睡眠往往变得越来越浅、越来越容易受到干扰。该研究进一步印证了衰老、睡眠不足与阿尔茨海默病风险升高之间的联系，并可能对此作出解释。
“睡眠对大脑废物清除系统的功能至关重要，本研究表明，睡得越深，效果越好，”罗切斯特大学医学中心（URMC）转化神经医学中心联合主任、该研究的第一作者Maiken Nedergaard说道。
“这些发现进一步证明，睡眠质量或睡眠不足确实可以预测阿尔茨海默病和痴呆症的发病。”
该研究发表于期刊《科学进展》（Science Advances），研究表明，与深度非快速眼动睡眠相关的缓慢而稳定的大脑及心肺活动，对类淋巴系统的功能至关重要。类淋巴系统是大脑独有的废物清除机制。这些发现还可能解释，为何某些类型的麻醉会导致老年人出现认知障碍。
清除废物
Nedergaard及其同事首次描述了此前未知的类淋巴系统，时间为2012年。在此之前，科学家并未完全理解大脑（它拥有自身封闭的生态系统）是如何清除废物的。该研究揭示了一套“管道系统”，它依附于血管，并将脑脊液（CSF）泵过脑组织以冲刷废物。一项后续研究表明，该系统主要在我们睡眠时发挥作用。
由于大脑中β-淀粉样蛋白和tau蛋白等有毒蛋白质的积累与阿尔茨海默病相关，研究人员推测，睡眠紊乱导致的类淋巴系统功能受损可能是该病的诱因之一。这与临床观察结果相符，临床观察显示睡眠不足与阿尔茨海默病风险升高之间存在关联。
在本次研究中，研究人员对使用六种不同麻醉方案麻醉的小鼠进行了实验。在动物处于麻醉状态期间，研究人员追踪了大脑的电活动、心血管活动以及脑脊液在大脑中的清洁流动。
研究团队发现，氯胺酮与赛拉嗪（K/X）的组合药物，最接近地复现了与深度非快速眼动睡眠相关的大脑缓慢而稳定的电活动以及心率减缓。此外，给予K/X的小鼠大脑中的电活动，似乎对类淋巴系统的功能最为理想。
“在深度慢波睡眠期间，神经活动的同步波，特别是从大脑前部向后部移动的放电模式，与我们对类淋巴系统中脑脊液流动的已知认识相吻合，”该研究的第一作者、Nedergaard实验室的博士后研究员Lauren Hablitz说道。
“神经元放电所涉及的化学物质，即离子，似乎驱动了一种渗透过程，有助于将液体拉过脑组织。”
新的问题
该研究提出了若干重要的临床问题。它进一步加强了睡眠、衰老与阿尔茨海默病之间的联系。研究人员已经知道，随着年龄增长，持续获得深度非快速眼动睡眠变得愈发困难，而本研究进一步强调了深度睡眠对类淋巴系统正常功能的重要性。
该研究还表明，增强睡眠可以调控类淋巴系统，这一发现或许为临床方法提供了方向，例如睡眠疗法或其他提升睡眠质量的方法，可应用于高风险人群。
此外，由于研究中使用的若干化合物与临床上使用的麻醉剂相似，该研究还揭示了老年患者术后经常出现的认知困难，并提出了有助于避免这一现象的药物类别。研究人员在实验中给予小鼠的麻醉剂，若未能诱发缓慢的大脑活动，则小鼠的类淋巴活动会减弱。
“麻醉和手术后的认知障碍是一个重大问题，”丹麦哥本哈根大学转化神经医学中心的合著者Tuomas Lilius说道。“相当比例接受手术的老年患者会在术后出现谵妄，或在出院时出现新的或加重的认知障碍。”
