腦脊液（CSF)示意圖

“睡眠會改變大腦的細胞結構。它似乎是一種完全不同的狀態(tài)。”Maiken Nedergaard 博士發(fā)現(xiàn)一個稱為 glymphatic 的大腦”凈化“系統(tǒng)。它在睡眠時”打開“，有助于腦脊液（CSF）的流動，這是一種圍繞大腦和脊髓的清澈液體。當其快速流過大腦時可加速清除大腦中產生的代謝廢物。

三維重建在睡眠小鼠中注射的 CSF 示蹤劑的分布，以及在喚醒小鼠后的分布。

研究人員首先將染料注入小鼠的腦脊液中，并在跟蹤染料流過動物的大腦的同時，監(jiān)測大腦神經(jīng)的電活動。當小鼠失去知覺時——無論是睡著還是麻醉——液體迅速流動。相反，當相同的小鼠醒來時，熒光劑幾乎不流動。

實時 TMA+ 離子電滲透法測量大腦皮層的細胞外空間體積。

流體在動物有意識和無意識狀態(tài)期間穿過大腦的方式的變化，可能反映了大腦細胞外空間的差異。為了驗證這個想法，該團隊使用了一種測量腦細胞外空間體積的方法。

他們發(fā)現(xiàn)當小鼠睡著或麻醉時，這種“細胞外”體積在大腦皮層中增加了60％。當小鼠進入睡眠狀態(tài)時，它們的膠質細胞實際上會縮小，使細胞間的液體更容易循環(huán)。當動物醒來時，細胞再次擴大，細胞間的液體減慢到涓涓細流。“這幾乎就像打開和關閉水龍頭一樣，” Nedergaard說?！斑@很神奇?！?/span>

睡眠可以提高 Aβ 的清除率

在這項研究中，科學家通過給小鼠注射已標記的 β-淀粉樣蛋白（一種與阿爾茨海默病相關的蛋白質），以研究 glymphatic 系統(tǒng)與神經(jīng)退行性疾病的關系。當小鼠睡著時，β-淀粉樣蛋白在小鼠腦中消失得更快。

帕金森氏病一個主要特征是α-突觸核蛋白積聚，大腦多巴胺通路受損，而這些通路對于覺醒周期和晝夜節(jié)律至關重要，因此帕金森氏病患者常常出現(xiàn)睡眠障礙。2019年，發(fā)表在 Neuroscience & Biobehavioral Reviews 的一篇綜述提出，睡眠常常中斷的模式可能會阻礙glymphatic 系統(tǒng)清除蛋白碎片，包括α-突觸核蛋白，使其在大腦中積聚。

此外，糖尿病也會對 glymphatic 系統(tǒng)產生影響。糖尿病可以影響一系列的認知功能。一項研究使用MRI掃描觀察小鼠的海馬中 CSF 的運動，海馬是大腦中參與形成新記憶的一部分，發(fā)現(xiàn)在患有2型糖尿病的小鼠中，CSF的清除效率“減慢了三倍”。

“這些結果可能對多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療有廣泛的影響，”NINDS 項目主任 Jim Koenig 博士說，“這意味著調節(jié) glymphatic 系統(tǒng)的細胞可能是治療一系列疾病的新靶點?！毖芯拷Y果也可能凸顯睡眠的重要性。

Jeffrey Iliff 博士作關于睡眠與大腦的 TED 演講：《One more reason to get a good night's sleep》

大腦的淋巴系統(tǒng)可清除有害廢物，特別是在睡眠期間。 這種橫向（側臥）姿勢可被證明是有助于腦內廢物清除的最佳位置。

除了充足的睡眠對大腦有影響外，在2015年石溪大學的一項研究報告表示，睡姿對于大腦清楚廢物的效率也有影響。與仰臥或側臥位相比，側臥位可以更有效地清除大腦廢物，并被證明是有助于降低阿爾茨海默氏病、帕金森氏病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)生幾率的重要做法。

石溪大學的研究人員 Hedok Lee 博士、Helene Benveniste 博士和同事們通過使用動態(tài)對比磁共振成像（MRI）對大腦的 glymphatic 系統(tǒng)進行成像，發(fā)現(xiàn)側臥位是最有效地清除大腦中廢物的姿勢。

在人類和許多動物中，側臥位是最常見的一種睡眠姿勢。大腦化學類廢物的積累可能導致阿爾茨海默氏病和其他神經(jīng)疾病的發(fā)生發(fā)展。 他們的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《神經(jīng)科學雜志》上。

Benveniste 博士是石溪大學醫(yī)學院麻醉學和放射學系的首席研究員和教授，多年來一直使用動態(tài)對比 MRI 檢查嚙齒動物模型中的 glymphatic 系統(tǒng)。 

該方法使研究人員能夠識別和定義glymphatic 通路，其中腦脊液(CSF)通過大腦過濾并與間質液(ISF)交換以清除廢物，類似于身體淋巴系統(tǒng)清除器官廢物的方式。 

正是在睡眠期間，glymphatic 系統(tǒng)是（清除腦內廢物）最有效的途徑。大腦廢物包括淀粉樣 β 蛋白和 tau 蛋白，這兩種化學物質一旦積累就會對大腦產生負面影響。

"分析表明，與仰臥位或俯臥位相比，側位的 glymphatic 系統(tǒng)轉運效率最高，"Benveniste 博士說。

在"The Effect of Body Posture on Brain Glymphatic Transport,"一文中，Benveniste 博士和他的同事使用動態(tài)對比 MRI 方法和動力學建模來量化麻醉嚙齒動物大腦中三個位置——側臥位（側位）、俯臥位（下位）和仰臥位（上位）的 CSF-ISF 交換率。

"分析表明，與仰臥位或俯臥位相比，側位的 glymphatic 系統(tǒng)轉運效率最高，"Benveniste 博士說。"基于這一發(fā)現(xiàn)，我們建議在未來對依靠診斷成像來監(jiān)測 CSF-ISF 在人體內的轉運的過程，從而評估可能導致腦部疾病的受損腦蛋白的清除時，其標準化過程中應考慮身體姿勢和睡眠質量。"

Benveniste 博士和第一作者石溪大學麻醉科和放射科助理教授 Hedok Lee 博士為實驗制定了安全體位。羅徹斯特大學的同事，包括 Lulu Xie、Rashid Deane和 Maiken Nedergaard 博士，使用熒光顯微鏡和放射性示蹤劑來驗證MRI數(shù)據(jù)，并評估身體姿勢對淀粉樣蛋白從大腦清除的影響。

石溪大學研究人員的一項研究表明，側臥位與仰臥或俯臥等其他體位相比，可以更有效地消除大腦的廢物，而大腦的廢物是神經(jīng)疾病發(fā)生發(fā)展的一個原因。

Nedergaard 博士說："有趣的是，側位睡眠姿勢在人類和大多數(shù)動物中已經(jīng)是最常見的，甚至在野外也是如此。我們似乎已經(jīng)調整了側向睡眠姿勢，以便最有效地清除大腦中在清醒時積累的代謝廢物。" "因此，這項研究進一步支持了睡眠具有獨特生物功能的這一概念，即"清理"我們醒著時積累起來的代謝廢物?！?/span>

許多類型的癡呆與睡眠障礙有關，越來越多的人認識到這些睡眠障礙可能加速阿爾茨海默病（患者）記憶喪失。她解釋說："我們的發(fā)現(xiàn)讓我們對這個話題有了新的認識，表明睡眠的姿勢也很重要。"

Benveniste 博士警告說，雖然研究小組推測，與其他姿勢相比，當側臥位睡眠時人類的 glymphatic 系統(tǒng)通路將最有效地清除大腦廢物，（但要驗證這一想法）在人類身上進行 MRI 或其他成像方法的測試是必要的第一步。如果你是采用俯臥或仰臥睡姿，可能需要考慮重新調整睡眠姿勢。

根據(jù)美國國家睡眠基金會的數(shù)據(jù)，十分之四的人不僅在一側睡覺，而且采用胎位睡姿，即軀干和膝蓋彎曲?；饡嫒藗兯邥r不要采用太緊的胎位睡姿，因為這樣做會限制呼吸。

參考資料：

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2.Sundaram S, Hughes R L, Peterson E, et al. Establishing a framework for neuropathological correlates and glymphatic system functioning in Parkinson’s disease[J]. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2019.

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5.https:///news/2015-08-body-posture-affect-brain.html

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8.https://www./sections/health-shots/2013/10/18/236211811/brains-sweep-themselves-clean-of-toxins-during-sleep

9.https://www./articles/325493.php