睡眠是脊椎动物周期出现的一种自发且可逆的静息状态,表现为机体对外界刺激的反应性降低和意识的暂时中断。人类生命中约1/3的时间在睡眠中度过,睡眠与觉醒交替的节律周期是维持生命的重要节律之一。
与食物、水和空气一样,睡眠是人类生命的基本需求,更与巩固记忆、调节新陈代谢与免疫系统等重要功能密切相关。睡眠缺乏会增加肥胖、糖尿病、高血压、炎症、神经认知功能下降等疾病风险,也会对人的心理健康带来负面影响。
对大脑来说,睡眠几乎可以说是在用脑脊液给它洗澡、排毒。
脑脊液是一种无色透明的液体,它包裹并支持着整个脑和脊髓。在早在2013年,科学界的顶级期刊《Science》就曾报道过,睡眠中小鼠大脑的组织间隙增大,从而使脑脊液能有效清除大脑中的有毒代谢产物,当研究者往小鼠脑内间隙注入荧光标记的β淀粉样蛋白时,发现睡眠小鼠清除β淀粉样蛋白的速度几乎是正常清醒时的两倍,而这一蛋白在脑内的累积与阿尔兹海默症的发病密切相关。
而在2019,科学家们更是史无前例地用磁共振(MRI)拍下了人类大脑在睡眠中被脑脊液“清洗”的过程:神经元首先安静下来,几秒钟后,血液从大脑流出,同时脑脊液流入,并以有节奏的慢波洗涤大脑。这一研究同样也登上了《Science》期刊。
▲动图中的红色是血液的氧合波动,蓝色是脑脊液波动。