人為什麽需要睡覺? 原因並不清楚,可能與清除廢物有關。但研究發現,大腦活動產生很多代謝廢物。由於腦血屏障,不能完全通過血液排除效,通過腦脊液是另一個途徑。白天大腦活躍,供血需求大,血管膨脹,大腦血管外的剩餘空間小,腦脊液流動差。睡覺時,腦供血低,血管收縮,騰出空間,腦脊液流動增強,排出廢物。實驗發現,小鼠睡眠或被麻醉時,大腦皮層中,細胞以外的空間體積增加。人腦的核磁共振實驗顯示,深度睡眠時,有一波一波的腦慢波電活動,隨之而來的是一波一波的腦脊液湧流。已知阿氏癡呆患者睡眠時,這種腦慢波變弱,頻率降低,估計腦脊液湧流也相應減少,清除廢物能力降低。所以良好的睡眠對腦功能保健很重要。
腦脊液流通區域位於腦血管外周,動物實驗顯示,其流動受腦膠質細胞的膨脹/收縮影響,與阿氏癡呆相關的有毒分子澱粉樣蛋白,在睡眠過程中減少。將染料注入小白鼠的腦,顯色,發現腦脊液白天流動慢,睡眠/麻醉狀態時流動快。大腦皮層中,腦細胞以外的體積在睡眠/麻醉時增加約60%,有利於腦脊液流動帶走代謝廢物。白天去甲腎上腺素水平高,使腦清醒,也使腦膠質細胞膨脹,不利於腦脊液流動。實驗發現阻止去甲腎上腺素作用的藥物可以增加腦脊液流動。在小白鼠腦部注射的澱粉樣蛋白,睡眠時清除的速度是白天的兩倍。
保證充足的睡眠,有利於腦脊液流動,但也可以通過白天的運動,促進其流動。用老年小白鼠做自主轉輪實驗發現,與沒有運動的小白鼠對比,轉輪運動加快了腦脊液清除效率,澱粉樣蛋白積聚減少;活化的星形膠質細胞和小膠質細胞數量減少(炎症風險降低);水-迷宮實驗顯示,經常做轉輪運動的小白鼠比不運動的小鼠聰明,腦智力保持較好。但無論是否做轉輪運動,對腦血屏障沒有影響。結論是轉輪運動促進腦脊液流動,對保持老年小白鼠的大腦健康和功能有很多好處。
另外一個實驗,兩組年輕雌性小白鼠,A組,對照組,不運動;B組,自主轉輪運動4星期。實驗發現,在清醒狀態時,與對照組相比,B組的腦脊液流動增加約1.8倍,在麻醉時(模擬睡眠)增加約20%。A組,麻醉時腦脊液流動比清醒時增加約1.5倍,而B組麻醉時僅比清醒時增加約5%,但仍舊高於A組。 提示運動顯著增加清醒時的腦脊液流動,所以麻醉時增加比例下降。流動增加區域主要在腦皮質的下丘腦和腹側部分,以及大腦中動脈區域。但當小鼠正在做運動時,腦脊液流動減弱。
有人推測,推動腦脊液流動有兩個可控因素。一個是頭頸後麵的枕骨。枕骨的彎曲和伸展運動有助於推動腦脊液流動。另一個是屁股後麵的尾椎骨,尾椎骨的彎曲伸展促進腦脊液在脊椎骨中間的運動。這個說法不知是否對,不過從解剖結構上看有點道理。據此,下麵兩個運動可能有幫助。
|