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睡眠真的能清洁大脑吗?类淋巴系统研究证明了什么,又没有证明什么

The brain has its own fluid-based waste-clearance route, and sleep seems to matter for it. How much is proven in people, where the science still disagrees, and what you can reasonably do tonight.

一幅插图:脑脊液在大脑周围流动,代表帮助清除脑组织废物的类淋巴系统。
脑脊液沿着血管周围的通道流动,帮助把废物带出脑组织。睡眠在人体中对这一过程的促进作用有多强,仍在研究之中。

睡眠可能有助于大脑清除废物,但多数证据来自小鼠,2024年一项研究还提出了质疑。人体中已证实什么、睡姿是否重要、哪些做法真正有帮助。

作者: · 建筑师、格式塔心理学家,ONDA Life 创始人

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[7 min]

[ 案件档案:夜里自我清洗的大脑 ]

“你大概见过这样的标题:睡觉时,大脑会用液体冲洗自己,把与阿尔茨海默病相关的蛋白质冲走。据说一旦缺觉,废物就会越积越多。有些版本还加上了精确的规则:只有深睡眠才算数,要向右侧睡,睡前90分钟泡个热水澡。

这个核心观点确实来自真实且有影响力的研究。但其中很多是在小鼠身上完成的,一些流行的规则从未经过检验,而在2024年,一个颇有声望的实验室还报告了相反的结果。那么,关于睡眠与大脑的清洁系统,我们究竟知道些什么?哪些仍是悬而未决的问题?”


第1部分:什么是类淋巴系统?

它是一条被提出的通路:浸润大脑的液体——脑脊液(CSF)——借此流经脑组织,帮助带走废物。身体其他部位靠淋巴管清除废物,但脑组织本身几乎没有淋巴管,因此研究者长期以来一直好奇大脑是如何“打扫卫生”的。

2012年,一个研究团队对活体小鼠进行成像,发现脑脊液沿着动脉周围的间隙流入大脑,与脑细胞之间的液体混合,再沿着静脉周围的间隙流出(Iliff 2012)。这种流动部分依赖于一种名为水通道蛋白-4(aquaporin-4)的水通道,它位于被称为星形胶质细胞的支持细胞上。缺少这种蛋白的小鼠,对注入示踪剂的清除能力下降约70%,对β-淀粉样蛋白的清除也更少——这种蛋白会在阿尔茨海默病中积累。由于该系统依赖这些胶质细胞,且运作方式类似淋巴系统,因此被命名为“类淋巴系统”(glymphatic)。

这是一个真实且重要的研究方向。只需记住:最初的通路图谱是在小鼠身上绘制的。


第2部分:它只在深睡眠时工作吗?

不是。这种说法超出了证据范围。即便是支持睡眠作用的研究,也只是说清除在睡眠时更快,而不是清醒时完全停止。

那项著名的睡眠研究是2013年的一项小鼠实验。自然睡眠或麻醉状态下,脑细胞之间的间隙增大了60%,脑脊液与脑组织液的交换增多,β-淀粉样蛋白的清除也更快(Xie 2013)。你常看到的“间隙扩大60%”这一数字就出自这里。它测量的是小鼠,而不是人。

不过,在人体中,这确实与较深的睡眠阶段存在真实关联。2019年一项脑成像研究让受试者在扫描仪中入睡,发现在非快速眼动睡眠期间,脑活动的慢波之后会出现血流变化,而血流变化又与大幅、有节律的脑脊液脉动相耦合(Fultz 2019)。这表明在睡眠中的人脑里,液体会随慢波活动呈波浪式流动。但它并没有测量废物清除,也没有证明清除只发生在深睡眠中。像“90%的清除发生在深睡眠中”这样的说法,我们找不到任何出处。


第3部分:人体中已证实了什么?2024年的研究又发现了什么?

在人体中,证据不多但有意义。在小鼠中,这个问题如今已存在公开争议。

人体研究:

  • •示踪剂研究。 奥斯陆的研究者将一种MRI造影剂注入脊髓液,并在长达48小时内追踪它在大脑中的分布。一夜未眠的7名受试者,与17名条件相当、正常睡眠的受试者相比,大多数脑区清除示踪剂的速度更慢,而且随后一晚的睡眠也未能弥补这一差距(Eide 2021)。这是一项小型研究,而医疗注射也不是日常测量手段,但它是睡眠不足会减慢清除的直接人体证据。
  • •淀粉样蛋白扫描研究。 在20名健康成年人中,与休息充分的夜晚相比,一夜睡眠剥夺使PET脑扫描中右侧海马和丘脑的β-淀粉样蛋白水平升高(Shokri-Kojori 2018)。这显示的是睡眠不足后的短期变化,而不是长期积累。

相反的发现: 2024年,伦敦帝国理工学院的一个团队测量了荧光染料在雄性小鼠大脑中的移动情况,报告称在睡眠和麻醉期间,清除明显减少而非增加(Miao 2024)。这只是一项小鼠研究,问题尚无定论。

诚实的总结是:睡眠不足显然会影响人脑对废物相关蛋白和示踪剂的处理,但具体机制,以及睡眠是否会加快液体流动本身,仍无定论。


第4部分:睡姿重要吗?

也许重要,但只有啮齿类动物的数据,而且这些数据并不支持“向右侧睡”。

2015年的一项研究利用MRI和示踪剂,观察了分别以仰卧、俯卧或侧卧姿势放置的麻醉大鼠(Lee 2015)。在MRI分析中,侧卧时的转运效率最高;而示踪剂(包括淀粉样蛋白)的清除,侧卧和仰卧都优于俯卧——俯卧时头部位置最接近直立。作者本人也指出,这一结果仍需在人体中验证。

该研究并没有比较左侧与右侧。“侧卧时清除效率提高25–30%”之类的数字,以及抬高床头以促进引流的建议,都不是出自这项研究。如果你本来就习惯侧睡,那很好。但没有人体证据表明,改变睡姿能改善大脑的清洁。


第5部分:它与阿尔茨海默病有关吗?

有关联,但这是一种相关性,而非已证实的因果关系,而且方向是双向的。

β-淀粉样蛋白是在阿尔茨海默病中形成斑块的蛋白质,它部分通过上文所述的液体通路被清除(Iliff 2012)。一夜睡眠不足就可能使其暂时升高(Shokri-Kojori 2018)。睡眠不佳在日后患上痴呆的人群中很常见,但早期的大脑变化本身也会扰乱睡眠,因此很难判断孰先孰后。

尚未被证实的包括:改善睡眠可以预防阿尔茨海默病;更好的“冲洗”能降低你个人的风险;或者任何睡眠习惯或设备能增强类淋巴清除。好的睡眠出于多种原因都值得守护。但借一个睡眠窍门承诺预防痴呆,就夸大了科学。


第6部分:今晚你实际能做什么?你自己又能看到什么?

有用的步骤,和一般改善睡眠的方法相同。流行的各种类淋巴“秘诀”,没有一个针对大脑清除做过检验。

  • •睡够,并且按时睡。 这正是人体研究所指向的着力点:它们研究的都是睡眠不足,而睡眠不足会让情况变差。
  • •临睡前少喝酒。 酒精能帮你入睡,却会让后半夜的睡眠变得零碎。
  • •认真对待打鼾和呼吸暂停。 睡眠呼吸暂停会一夜又一夜地打碎睡眠,而且是可以治疗的。
  • •保持卧室凉爽、黑暗、安静——如果这有助于你入睡的话。这是一条提升睡眠舒适度的建议,而不是启动大脑清洁的可靠方法。

本文旧版本中的若干说法缺乏依据。睡前90分钟泡热水澡或许能帮助一些人入睡,但没有任何证据表明它能“激活类淋巴泵”。同样,我们也没有找到证据表明胰岛素会作为“关键类淋巴调节因子”抑制生长激素。

你可以追踪的是:ONDA 不测量大脑清除、睡眠分期或深睡眠。如果你佩戴 Apple Watch,ONDA 的 Life Rhythm 视图会显示你睡了多久,以及入睡和起床时间是否规律。这正好涵盖了研究最明确支持守护的两件事。


第7部分:什么时候应该就医?

如果你的睡眠或记忆出现了让你担心的变化,请就医。尤其是以下情况:

  • •响亮、经常性的打鼾,睡眠中喘息或憋醒,或者旁人注意到你有呼吸暂停。
  • •白天严重嗜睡,比如看书、开会或开车时打瞌睡。
  • •新出现、逐渐加重,或被身边的人注意到的记忆或思维问题。
  • •影响日间生活的长期失眠。失眠认知行为疗法(CBT-I)是一种有效的一线治疗。

睡眠似乎确实关系到大脑如何处理废物。具体细节仍在实验室里争论不休。但今晚睡够、睡得规律,并不取决于谁赢得这场争论。

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常见问题

什么是类淋巴系统?

它是一条被提出的通路:脑脊液沿着血管周围的间隙流动,与脑细胞之间的液体混合,帮助把包括β-淀粉样蛋白在内的废物带出大脑。它于2012年首次在小鼠中被绘制出来,其在人体中的细节仍在研究中。

大脑只在深睡眠时清洁自己吗?

不是。小鼠研究发现,清除在睡眠时更快,而非清醒时不存在;2024年的一项小鼠研究甚至发现睡眠时清除更低。在人体中,非快速眼动慢波睡眠期间会出现有节律的脑脊液脉动,但没有研究表明清洁只发生在深睡眠中。

侧睡对大脑清洁更好吗?

没有人体证据。2015年一项针对麻醉大鼠的研究发现,侧卧或仰卧时示踪剂清除优于俯卧。该研究没有比较左右两侧,作者也表示这一发现仍需在人体中验证,因此没有理由刻意改变睡姿。

睡眠不好会增加阿尔茨海默病的风险吗?

睡眠不好与阿尔茨海默病存在关联,但因果关系尚不明确。在20名成年人中,一夜睡眠不足使脑扫描中的淀粉样蛋白升高;一项小型MRI研究中,它还减慢了示踪剂的清除。没有研究表明更好的睡眠能预防痴呆,不过出于多种原因,守护睡眠都是明智的。

睡眠时长是这里最实用的着力点。看看成年人到底需要睡多久。

→ 你需要睡多久?

参考文献

  1. Iliff JJ et al. (2012). A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β. Science Translational Medicine. doi:10.1126/scitranslmed.3003748
  2. Xie L et al. (2013). Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science. doi:10.1126/science.1241224
  3. Lee H et al. (2015). The Effect of Body Posture on Brain Glymphatic Transport. Journal of Neuroscience. doi:10.1523/JNEUROSCI.1625-15.2015
  4. Shokri-Kojori E et al. (2018). β-Amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi:10.1073/pnas.1721694115
  5. Fultz NE et al. (2019). Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep. Science. doi:10.1126/science.aax5440
  6. Eide PK et al. (2021). Sleep deprivation impairs molecular clearance from the human brain. Brain. doi:10.1093/brain/awaa443
  7. Miao A et al. (2024). Brain clearance is reduced during sleep and anesthesia. Nature Neuroscience. doi:10.1038/s41593-024-01638-y