熬夜變傻有科學(xué)依據(jù)，人類睡覺時會被“洗腦”，科學(xué)家首次拍下全程 | Science
你睡著的時候，真的被洗了腦。
這次，波士頓大學(xué)的科學(xué)家們，史無前例地拍下了清洗過程：
紅色是血液，藍(lán)色是腦脊液。厲害的是從前沒有發(fā)現(xiàn)過，血液會周期性地大量流出大腦。每當(dāng)血液大量流出，腦脊液就趁機(jī)發(fā)動一波攻擊。
腦脊液進(jìn)入之后會清除毒素，比如導(dǎo)致阿爾茨海默病的β淀粉樣蛋白。
而這樣的清洗，只有在睡著后才能做到，讓人一覺醒來，擁有一個清爽的大腦；沒睡著的時候，腦脊液并沒有充分的機(jī)會趁虛而入。
另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了腦電活動和清洗過程之間的關(guān)系，也就是說腦電波指揮了液體運動。
這項成果，剛剛登上了Science。
作者興奮地說：離揭示阿爾茨海默病和睡眠之間的聯(lián)系，又近了一步。
而羅切斯特大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Maiken Nedergaard則不禁贊嘆：
這篇論文太棒了。
完全想不到，有人能夠真的證明，腦電活動是可以讓液體流動起來的，一顆賽艇。
所以，多睡一點吧，不要熬夜了。洗腦洗不完，說不定真的會變傻 (狗頭) 。
為何只有睡著才能洗腦？
當(dāng)你睡著之后，大腦會經(jīng)歷幾個不同的階段：
從輕度睡眠，到失去意識的深度睡眠，再到快速眼動 (REM) 睡眠，就是容易做夢的狀態(tài)了。
這項新的研究，是專注在非REM的階段，就是沒到要做夢的時候，也是對大腦保留記憶 (Memory Retention) 來說，非常重要的階段。
其實，2013年已經(jīng)有研究證明了，在小鼠睡眠的過程中，大腦里像β淀粉樣蛋白這樣的毒素，是會被清除的。大腦用的清潔劑，叫做腦脊液。
問題是，到底怎么清除的？為什么只有睡覺的時候才能清除？
科學(xué)家們做了個實驗，讓13個人類帶上腦電帽，在核磁共振 (MRI) 機(jī)器里睡覺。腦電圖會顯示，一個人處在哪個睡眠狀態(tài)；而MRI會測量血氧水平，顯示有多少腦脊液流進(jìn)流出。
然后發(fā)現(xiàn)了奇妙的現(xiàn)象：
大腦里的血氧濃度，出現(xiàn)了明顯的大周期變化。也就是說，血液會大規(guī)模、周期性地流出大腦。
這個時候，腦脊液就會趁機(jī)沖進(jìn)大腦，把留給它的空間都填滿：
醒來之后，大周期不見了，腦脊液就沒辦法大量沖進(jìn)大腦，完成有效的清洗：
論文的通訊作者Laura Lewis (簡稱“劉易斯”) 認(rèn)為，這是因為睡眠過程中，大腦里的神經(jīng)元們會開始同步活動，一起開，一起關(guān)。
之所以有這樣的推測，是因為腦電圖的數(shù)據(jù)顯示，有神經(jīng)節(jié)律出現(xiàn)后，才發(fā)生了血液和腦脊液的流轉(zhuǎn)：
當(dāng)大量神經(jīng)元一同停止了激發(fā)，就不需要那么多血液進(jìn)去輸送氧氣，才給了腦脊液涌入的機(jī)會。
這樣，便有了我們在開頭看到的那副景象：
這個發(fā)現(xiàn)很重要，它告訴我們睡眠是一項非常特殊的功能：
我們醒著的時候，神經(jīng)元們是不會同開同關(guān)的。所以，醒著的時候沒有辦法讓大腦的血量，下降到足夠低的水平。
只有睡著之后，大腦里沒有那么多血液的時候，腦脊液才能自如地循環(huán)開來，清除像β淀粉樣蛋白這樣的代謝副產(chǎn)物。
甚至2013年那項小鼠研究的負(fù)責(zé)人，羅切斯特大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Maiken Nedergaard，也發(fā)出了贊嘆：
這篇論文太棒了。
完全想不到，有人能夠真的證明，腦電活動是可以讓液體流動起來的，一顆賽艇。
下一步研究
根據(jù)布萊斯·曼德（Bryce A Mander）發(fā)表在Nature子刊上的論文，衰老和局部腦萎縮，就與非快速眼動（NREM）睡眠期間的慢波活動減少有關(guān)。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/nn.3324
這項研究指出，老年人的睡眠中斷，是大腦結(jié)構(gòu)改變所致，會導(dǎo)致年齡相關(guān)的認(rèn)知能力下降。
而現(xiàn)在，波士頓大學(xué)的這一新進(jìn)展表明，慢波損耗與腦脊液流量減少有關(guān)。
下一步，他們會繼續(xù)探索衰老是如何影響人們睡眠時血液和腦脊液的流動的。
據(jù)劉易斯介紹，研究團(tuán)隊計劃招募老年人參加下一次研究。
而研究推進(jìn)過程中面臨的另一個難題，是腦電波，血液和腦脊液究竟是如何完美協(xié)同的。劉易斯表示：
我們觀察到，神經(jīng)改變似乎總是首先發(fā)生，隨后血液從腦部流出，這之后腦脊液波動才會出現(xiàn)。
這項研究的深入，也給治療和預(yù)防像老年癡呆（阿爾茨海默癥）、自閉癥這樣的神經(jīng)疾病開拓了新的治療思路。
此前，針對β淀粉樣蛋白的藥物開發(fā)頻頻陷入困境，但現(xiàn)在，科學(xué)家們指出，或許不著力于起作用的特定分子，而是著重增加“洗腦”的腦脊液總量，會成為有效的解決方案。
女科學(xué)家領(lǐng)銜
這篇Science論文的通訊作者，是波士頓大學(xué)工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系的助理教授勞拉·劉易斯。
2014年，她從麻省理工學(xué)院神經(jīng)科學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)。其研究方向是腦成像，神經(jīng)動力學(xué)以及計算神經(jīng)科學(xué)與信號處理等。
論文一作，則是劉易斯實驗室的成員妮娜·福爾茲（Nina Fultz）。
有趣的是，劉易斯實驗室的10位成員當(dāng)中，絕大多數(shù)都是女性。