在我们睡觉时，大脑会被清洗，这种清洗是将有害废物从大脑中清除的过程。大脑不断产生废物，如果堆积过多，就会增加患阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病的风险。而这种“洗脑”过程在睡眠期间比在清醒时效率更高，但其中的原因尚不清楚。

  近日，奥斯陆大学的研究人员在 Nature 子刊 Nature Communicatuions 上发表了题为：Sleep cycle-dependent vascular dynamics in male mice and the predicted effects on perivascular cerebrospinal fluid flow and solute transport 的研究论文。

  该研究揭示了在我们睡觉时“洗脑”是如何以及为什么发生的。当我们睡觉时，大脑中的血管会以特定的模式收缩和扩张，这可能是清除大脑有害废物的关键机制之一。

  该论文的通讯作者 Rune Enger 副教授表示，这一发现可以帮助我们找到治疗甚至预防阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病的新方法，也有助于制定更有效地将药物递送到大脑的策略。

  来自大脑的废物通过脑血管周围的专门通道被清除。因此，血管的运动可以影响这一过程。研究团队让小鼠自然睡眠，然后用激光显微镜检查它们的大脑中发生了什么。他们发现，当小鼠鼠睡觉时，大脑中的血管，特别是动脉，以特定的模式扩张和收缩。而在清醒的小鼠中没有观察到这种血管运动。因此，研究团队认为，当我们睡觉时，这些大脑的血管运动可能会把液体泵到大脑周围，帮助清理大脑中的废物。

  此前认为，只有深度睡眠参与了大脑中废物的清理。然而，在这项研究中，研究团队发现了一些惊人的现象——大脑中的血管收缩和扩张模式在整个睡眠周期的每个睡眠阶段都是独一无二的，包括深度睡眠、快速眼动睡眠，甚至是我们晚上睡觉时的短暂觉醒。在深度睡眠期间，动脉缓慢扩张和收缩，但当小鼠过渡到快速眼动睡眠时，这些振荡变小，而动脉缓慢扩张。在快速眼动睡眠中，动脉保持扩张，然后在睡眠周期结束时迅速收缩到与入睡前相同的大小。这种收缩也发生在我们睡眠时的短暂觉醒中。

  论文第一作者 Laura Bojarskaite 表示表示，似乎睡眠周期中的每个部分都有其独特的大脑动脉的“舞蹈”。

  研究团队进一步发现，这些依赖于睡眠周期的大脑动脉扩张和收缩会影响血管周围通道的大小，而这些通道对大脑中液体和分子的运输至关重要。这些通道随着血管的扩张和收缩，因此，研究团队相信其影响了大脑中液体的流动。然后，他们使用生物力学计算机建模和模拟，结果显示，大脑中动脉的扩张和收缩以及周围通道的同时变化对大脑中液体的流动和物质运输确实产生了很大影响。

  研究团队认为，这项新研究可以解释为什么睡眠时大脑中的液体流动和废物清除与清醒时不同，并将睡眠中的血管动力学确定为预防神经退行性疾病和改善药物向大脑递送的潜在靶标。

  论文链接：

  https://www.nature.com/articles/s41467-023-36643-5