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睡眠给你一个“清醒”的大脑:但我们往往忽略这个关键的细节

www.kunenaspanish.com2019-07-28

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睡眠会给你一个“清醒”的大脑:但我们倾向于忽略这个关键细节

睡眠对人类至关重要,睡个好觉可以让你的大脑保持清醒。几个世纪以来,科学家和哲学家们一直在思考为什么睡眠起着这样的作用。以前的研究表明,睡眠不足与神经退行性疾病有关。

人体的淋巴系统起着许多作用,其中之一是细胞间隙的去除,一种称为间质空间的代谢废物。除了2013年切斯特大学的Maiken Nedergaard博士及其同事之外,睡眠在大脑中起着新的作用。睡眠可能是大脑清除代谢废物的重要时期。他在“科学”上发表了这些发现

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“睡眠改变了大脑的细胞结构。”这似乎是一个完全不同的状态。 Maiken Nedergaard博士发现了一种称为glymphatic的脑净化系统,它在睡眠期间打开并帮助脑脊液(CSF)流动,脑脊液是一种围绕大脑和脊髓的清澈液体。它可以加速消除大脑中产生的代谢废物。

研究人员首先将染料注入小鼠的脑脊液中,并监测大脑神经的电活动,同时跟踪染料通过动物大脑的流动。当小鼠失去意识时无论是睡着还是麻醉液体快速流动。相反,当同一只小鼠醒来时,荧光剂几乎不流动。

在有意识和无意识的动物状态期间,流动通过大脑的方式的变化可能反映了大脑细胞外层空间的差异。为了测试这个想法,该团队使用一种方法来测量大脑中细胞外空间的体积。他们发现当小鼠说话或麻醉时,这种“细胞外”体积在大脑皮质中增加了60%。当小鼠进入睡眠状态时,它们的神经胶质细胞实际上会收缩,使细胞之间的液体更容易循环。当动物醒来时,细胞再次膨胀,细胞之间的液体减慢到涓流。 “这几乎就像打开和关闭水龙头一样,”Nedergaard说。 “这真太了不起了。”

在这项研究中,科学家通过注射小鼠标记的β-淀粉样蛋白(一种与阿尔茨海默病相关的蛋白质)研究了淋巴系统与神经退行性疾病之间的关系。当小鼠睡着时,β-淀粉样蛋白在小鼠脑中消失得更快。

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帕金森病的一个主要特征是α突触核蛋白的积累,其受到大脑多巴胺途径的阻碍,这对于唤醒周期和昼夜节律至关重要,因此帕金森病患者经常会出现睡眠障碍。在2019年,一篇发表在“神经科学与生物行为评论”上的评论表明,经常睡眠中断的模式可能会阻止glymphatic系统清除蛋白质碎片,包括在大脑中积聚的α-突触核蛋白。

此外,糖尿病也会影响glymphatic系统。糖尿病可以影响一系列认知功能。在一项研究中,MRI扫描用于观察CSF在小鼠海马中的运动。海马是参与新记忆形成的大脑的一部分。结果发现,在患有2型糖尿病的小鼠中,CSF的清除效率“减慢了三倍”。

“这些结果可能会对各种神经系统疾病的治疗产生广泛的影响,”NINDS项目主任Jim Koening博士说。 “这意味着调节淋巴系统的细胞可能成为一系列疾病的新靶点。”强调睡眠的重要性。

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除了影响大脑的充足睡眠外,2015年斯托尼大学的一项研究表明,睡眠姿势也会影响大脑去除废物的效率。侧卧位可以比仰卧或侧卧更有效地清除脑部废物,并且已被证明是帮助降低阿尔茨海默病,帕金森病和其他神经系统疾病发病率的重要实践。

Hedok Lee博士和Stony Brook大学研究员Helene Benveniste博士使用动态对比磁共振成像(MRI)对大脑的淋巴系统进行成像,发现侧位是最有效的方法去除大脑中的废物。

在人类和许多动物中,侧卧位是最常见的睡眠姿势类型。大脑化学废物的积累可导致阿尔茨海默病和其他全身性疾病的发展。他们的研究结果发表在《神经科学杂志》上。

Benveniste博士是石溪大学医学院麻醉学和放射学系的首席研究员和教授。多年来,动态对比MRI已被用于检查啮齿动物模型中的glymphatic系统。

这种方法使研究人员能够识别和定义glymphatic通路,其中脑脊液通过大脑过滤并与间质液交换以去除废物,类似于人体淋巴系统如何唤醒器官废物。

在睡眠期间,glymphatic系统是最有效的方式。脑废物包括β淀粉样蛋白和tau蛋白,它们一旦积累就会对大脑产生负面影响。

在“脑部淋巴输送的身体姿势的影响”中,Benveniste博士及其同事使用动态对比MRI方法和动力学模型来量化麻醉啮齿动物大脑中的三个位置,横向,仰卧和CSF-ISF的交换率为。俯卧位。

Benveniste博士说,分析显示,与仰卧位或俯卧位相比,横向位置的淋巴系统具有最高的运输效率。基于这一发现,我们建议将来依靠诊断成像来监测CSF-ISF在人体内的运输,以评估可能引起脑部疾病的受损脑蛋白的清除,在标准化中应考虑身体姿势处理。和睡眠质量。 Benveniste博士和第一作者,Stony Brook大学麻醉学和放射学助理教授Hedok Lee博士为该实验建立了一个安全的位置。罗彻斯特大学的同事使用荧光显微镜和放射性示踪剂来验证MRI数据并评估身体姿势对大脑中淀粉样蛋白清除的影响。有趣的是,侧卧位已经是人类和大多数动物中最常见的,即使在野外也是如此。我们似乎调整了侧卧位,以便最有效地去除醒来时大脑中积累的代谢废物。因此,这项研究进一步支持睡眠具有独特的生物学功能的概念,即“清理”我们在清醒和清醒时积累的代谢废物。

许多类型的痴呆与睡眠障碍有关,并且越来越多的人认识到这些睡眠障碍可能加速阿尔茨海默病(患者)的记忆丧失。她解释说:“我们的研究结果让我们对这个话题有了新的认识,表明睡眠的姿势也很重要。 “

Benveniste博士警告说,尽管研究小组推测,与其他姿势相比,人类的淋巴系统通路最能有效地清除侧卧位时的脑废物,(但要验证这一点)MRI或其他人类检测成像方法是必要的第一步。如果您使用俯卧或仰卧睡姿,您可能需要考虑重新调整您的睡眠姿势。

根据美国国家睡眠基金会的统计,十分之四的人不仅在一侧睡觉,而且在睡姿的位置,即躯干和膝盖。基金会警告人们在睡觉时不要使用紧密放置的位置,因为这样做会限制呼吸。

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