Nature：睡眠不是浪费时间

根据Nedergaard和同事最近进行的研究，废物通过围绕神经细胞（被称为间隙液体）的流体与脑脊液（CSF，填充了脑室与蛛网膜下池，并最终被排入血液）之间的对流交换被清除出大脑。在一项在小鼠体内开展的新研究中，相同的研究小组发现，与清醒相比，睡眠期间有更多此类的交换，从而意味着睡眠的一个重要功能可能是从大脑中清除废物。【原文下载】

作者利用双光子成像跟踪了通过小脑延髓池（一个接收来自第四脑室脑脊液的小池）中的一个套管灌输到CSF中的荧光示踪剂的路径，并监测了示踪剂在清醒、睡眠以及麻醉小鼠中的流动。在所有的试验中，研究人员利用脑皮层电图和肌电图感应了小鼠大脑的状态。在睡眠以及麻醉的小鼠中，示踪剂沿着动脉周和薄壁组织周的空间流入薄壁组织，但这种示踪剂流入在清醒的小鼠中减少了90%。

作者假设，清醒期间CSF流动的减少可能缘于胞间隙体积的一种减少。事实上，对小鼠胞间隙体积的定量研究表明，与睡眠或麻醉时相比，其在清醒时减少了40%。这一发现表明，胞间隙在清醒时的收缩可能增加了对对流液体运动的抵抗，进而抑制了CSF流动。

为了确定这一发现的功能相关性，作者研究了来自间隙液体的淀粉体-β——阿尔茨海默氏症中淀粉样蛋白班的主要成分——的清除是否随着大脑的状态而变化。他们注射了用放射性同位素标记的淀粉体-β（125I-Aβ1-40）进入清醒、睡眠和麻醉小鼠的皮质，并发现在睡眠和麻醉的情况下，125I-Aβ1-40清除的速度是清醒时的两倍。他们在一种惰性示踪剂的清除上也发现了类似的差异，表明废物的一般移除在清醒时效率较低。

由于觉醒与去甲肾上腺素系统的活化有关，因此作者评估了是否这就是驱使胞间隙在清醒时收缩的原因。一种肾上腺素拮抗物对清醒小鼠的输入，无论是在小脑延髓池还是更局部的皮质表面，都导致了一种荧光CSF示踪剂和间隙体积分数对应含量的增加，这与在睡眠小鼠中观察到的结果类似。

这些在小鼠中发现的惊人结果有待于在其他动物中得到复制，其中也包括人类。如果得到证实，睡眠与提高通过CSF的大脑废物清除有关的发现不但为睡眠的“维护”理论提供了支撑，同时也代表了一种非常特别的维护功能。

原文出处

Leonie Welberg.Sleep: not such a waste.NATURE REVIEWS NEUROSCIENCE.08 November 2013【原文下载】