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      Brain:睡眠不足引起大腦“垃圾”清除障礙,而且是補覺都沒有用的那種!

      2021-04-27 09:33:56梅斯醫學
      核心提示:本結果表明,一夜的完全睡眠剝奪會損害人類大腦的“垃圾”清除功能,而且補覺并不能加速補償清除能力。

      毋庸置疑,睡眠對人類生活,包括認知功能是必不可少的。但為什么人類一生中約有三分之一的時間在睡眠中度過,這仍然是一個謎。有科學家猜測,可能是睡眠具有恢復功能,它促進了大腦中在清醒狀態下積累的代謝廢物的清除。

      后來,科學家通過雙光子顯微鏡,發現睡眠使大腦間質體積分數增加了60%,使得大腦皮層中淀粉樣蛋白-β的清除速度提高了2倍。這些觀察結果與阿爾茨海默。ˋD)臨床前階段睡眠中斷的報告相呼應——在這種疾病中,A-β和tau聚集在易受影響的大腦區域,在臨床癡呆癥發病前很長時間就已經形成。

      嚴重的睡眠障礙也伴隨著創傷性腦損傷,患者的大腦tau和A-β負擔增加,患AD的風險增加。以前在小鼠AD模型中證明,急性睡眠剝奪后,A-β(一種神經元活動的代謝副產品)的腦內水平增加,而慢性睡眠剝奪增加了A-β的形成。

      隨后,陸續有研究報道稱,在健康人中,不受干擾的睡眠導致腦內A-β42水平減少6%。而在20個健康人中,一晚睡眠剝奪使實質A-β負擔增加5%。最近,基于慢波睡眠觀察發現,與清醒狀態相比,睡眠相關的神經元活動與腦脊液和血流之間存在直接聯系。

      然而,目前從未在體內證明睡眠或睡眠剝奪是否會影響人類大腦的“垃圾”清除。為此,來自挪威奧斯陸大學腦科學研究中心的專家開展了相關研究,旨在研究完全睡眠剝奪是否會影響人類大腦的“垃圾”清除,以及后續睡眠是否會加速清除速度。結果發表在最新的《大腦》Brain雜志上。

      研究人員對受試者進行鞘內造影劑注射(釓,0.5毫升,1毫摩爾/毫升)作為示蹤分子后48小時,進行了標準化T1序列的多相磁共振成像(MRI)。使用FreeSurfer軟件,將85個腦區的示蹤劑富集程度量化為歸一化T1信號與基線的百分比變化。

      大腦示蹤劑的富集在兩組人之間進行了比較;一組人(n = 7)從第1天到第2天接受了完全的睡眠剝奪(睡眠剝奪組),而年齡和性別匹配的對照組(n = 17;睡眠組)從第1天到第2天被允許自由睡眠。從第2天到第3天,所有的人都被允許自由睡眠。

      結果顯示,示蹤劑在兩組人的大腦中的富集程度相似。一夜的睡眠剝奪損害了大多數腦域的示蹤物質的清除,包括大腦皮層、白質和邊緣系統,這在干預后的第2天早上就可以觀察到。此外,睡眠剝奪組的大腦清除功能受損并沒有被隨后第2至第3天的睡眠所補償。

      本結果表明,一夜的完全睡眠剝奪會損害人類大腦的“垃圾”清除功能,而且補覺并不能加速補償清除能力。

      參考文獻:

      Per Kristian Eide, Vegard Vinje, Are Hugo Pripp, Kent-Andre Mardal, Geir Ringstad, Sleep deprivation impairs molecular clearance from the human brain, Brain, Volume 144, Issue 3, March 2021, Pages 863–874, https://doi.org/10.1093/brain/awaa443

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