为什么大脑在睡眠时会排出废物

当我们晚上睡觉时，我们的大脑正在忙于维护。脑淋巴系统（大脑的废物处理机制）会冲走多余的脑脊液，这些脑脊液中含有有害蛋白质，否则这些蛋白质会在大脑中缓慢积聚。这些蛋白质的积累与阿尔茨海默病等疾病的风险增加有关。在 1 月 8 日发表在《细胞》杂志上的一篇新论文中，科学家们越来越接近揭示该系统如何知道何时启动：激活该系统的“开关”是大脑的神经递质去甲肾上腺素。

脑淋巴系统是由丹麦神经科学家、本文作者之一 Maiken Nedergaard 于 2012 年发现的，她给该系统命名，以反映其与更广为人知的淋巴系统相似，以及其对大脑神经胶质细胞的依赖。她告诉《大众科学》 ，该系统在过去十年中得到了广泛的研究，其运作对大脑健康至关重要：“目前大约有 2,000 篇关于脑淋巴系统的文章发表，其中许多侧重于临床应用。这些研究共同强调，衰老和几乎所有神经系统疾病都与脑淋巴流量减少有关。”

在非快速眼动 (NREM) 睡眠期间，大脑每隔一分钟左右就会释放一波去甲肾上腺素，这种激素是大脑的主要神经递质之一。去甲肾上腺素是一种强效的血管收缩剂，可使血管变窄，每次释放都会导致向大脑输送血液的动脉收缩。然后动脉会缓慢扩张，直到下一波去甲肾上腺素到来。

内德加德解释说，这一系列有节奏的收缩和扩张产生了一种泵送作用：“正是这种振荡的收缩-扩张推动了淋巴系统的流动。” 产生这些动脉收缩的去甲肾上腺素振荡波对于淋巴系统的运作至关重要。

作为大脑的主要神经递质之一，去甲肾上腺素具有多种功能，有几类药物通过改变其释放和再摄取的速度起作用。例子包括抗抑郁药——尤其是选择性去甲肾上腺素再摄取抑制剂 (SNRI)——和β受体阻滞剂，后者阻断去甲肾上腺素结合的受体之一。

还有一些药物并非专门针对去甲肾上腺素系统，但无论如何都会对其产生影响。不幸的是，睡眠药物属于后一类，这项研究调查了一种常见药物——唑吡坦（又名安必恩）如何影响淋巴系统的激活和运作。

研究人员对两组老鼠进行了比较，其中一组老鼠服用了唑吡坦。研究小组发现，服用唑吡坦的老鼠的去甲肾上腺素释放（以及因此导致的淋巴系统运作）明显受到抑制。服用唑吡坦的老鼠大脑中去甲肾上腺素的峰值水平比对照组低约 50%，动脉收缩也不太明显。

研究结论是，至少在小鼠中，唑吡坦“会干扰正常的睡眠结构并抑制淋巴液流动”。Nedergaard 表示，其他安眠药也可能有同样的效果，因为它们最终都是通过抑制大脑的神经活动来起作用的。这包括释放去甲肾上腺素的神经元。这表明安眠药会产生意想不到的后果，即干扰大脑排出危险废物的方式。

这个问题可能还会延伸到其他药物。Nedergaard 表示，例如 SNRI 似乎也能抑制振荡机制：她的实验室进行了另一项研究，其中将 SNRI 地昔帕明施用于小鼠，“基本上消除了……振荡”。

这说明了该系统的一个重要特点：大脑不会一直释放去甲肾上腺素。如果去甲肾上腺素的总体水平较高，而释放去甲肾上腺素的神经元收到释放更多去甲肾上腺素的信号，它们释放的量就会减少。换句话说，大脑试图保持平衡。

通过抑制去甲肾上腺素的重吸收，SNRI 会导致大脑中去甲肾上腺素的水平整体升高。这意味着当淋巴系统在睡眠期间开始加速时，它的运作“空间”会减少，并且淋巴系统激活时释放的去甲肾上腺素波相对较小。而且，正如 Nedgergaard 强调的那样，“重要的是 [去甲肾上腺素水平] 的波动。”

关于脑淋巴系统，我们还有很多东西需要学习，但当务之急是确保其运作不会受到我们用来帮助​​睡眠的药物的抑制。她建议，未来关于这一主题的研究可以研究具有更复杂作用机制的睡眠辅助剂，而不仅仅是全面抑制神经元活动。她说，更好的方法是找到允许去甲肾上腺素振荡的方法，帮助人们入睡，同时也“从脑淋巴的角度促进恢复性睡眠”。