大脑在睡眠期间可能排除身体内的毒素

晚安休息可以使头脑清楚。利用小鼠,研究人员首次显示,大脑细胞之间的空间可能会增加睡眠,使大脑排除身体内的毒素,建立在醒着的时间。这些结果表明,睡在健康和疾病的新角色。这项研究是由美国国家神经疾病和中风研究所(研究所),美国国立卫生研究院的一部分。

“睡眠改变大脑的细胞结构。它似乎是一个完全不同的国家,”医学博士Maiken Nedergaard说,D.M.Sc。临床神经医学中心的主任在纽约罗切斯特大学医学中心,该研究的领导者。

几个世纪以来,科学家和哲学家都好奇为什么人们睡眠,以及它如何影响大脑。直到最近,科学家们表明,睡眠是重要的存储记忆。意外在这项研究中,内德戈德博士和她的同事们发现,睡眠也可能是时期大脑清理本身有毒分子。

他们的研究结果,发表在《科学》显示,在睡眠中称为glymphatic系统可能打开的管道系统,让流体迅速通过大脑。奈德嘎德博士的实验室最近发现glymphatic系统有助于控制流动的脑脊液(CSF),一个清晰的大脑和脊髓周围的液体。

”好像是奈德嘎德博士和她的同事们发现了一个隐藏的洞穴和网络这些激动人心的结果突出了在正常大脑功能网络的潜在重要性,“罗德里克Corriveau说,研究所的博士项目总监。

最初的研究人员研究了老鼠的系统通过将染料注入脑脊液和看它流经他们的大脑同时监测脑电活动。染料迅速流动,当老鼠无意识,睡着了或麻醉。相比之下,染料几乎相同的老鼠清醒时流出。

“我们很惊讶小流向大脑有老鼠清醒的时候,”内德戈德博士说。“这表明大脑细胞之间的空间有意识和无意识的国家之间发生了很大的变化。”

为了测试这个想法,研究人员将电极插入大脑直接测量大脑细胞之间的空间。他们发现,大脑内的空间增加了60%,当老鼠睡着或麻醉。

”这是一些戏剧性的变化在细胞外空间,”查尔斯·尼科尔森说,博士,教授,纽约大学Langone医学中心和专家测量大脑流体的动力学,以及它如何影响神经细胞交流。

特定的大脑细胞,称为神经胶质,通过glymphatic系统控制流萎缩或肿胀。去甲肾上腺素是一种引起激素,也是控制细胞体积。类似于使用麻醉,用药物阻断去甲肾上腺素诱导治疗清醒小鼠大脑无意识和增加流体流动和细胞之间的空间,进一步支持glymphatic系统和意识之间的联系。

先前的研究表明,有毒分子参与神经退行性疾病积聚在大脑细胞之间的空间。在这项研究中,研究人员测试了glymphatic系统控制通过注射小鼠标记β-淀粉样蛋白,蛋白质与阿尔茨海默氏症有关,和测量持续了多长时间在他们的大脑当他们睡着还是醒着。在小白鼠大脑中β-淀粉样蛋白消失更快老鼠睡着时,表明睡眠通常清除有毒分子从大脑。

“这些结果可能对多个神经障碍产生广泛的影响,“吉姆Koenig说,研究所的博士项目总监。“这意味着细胞调节glymphatic系统可能是新目标治疗一系列的疾病。”

结果也强调睡眠的重要性。

“我们需要睡眠。它清理大脑,”奈德嘎德博士说。

这项工作是支持由研究所(NS078167、NS07830 NS028642)。