睡眠是人類生存必不可少的行為，并且充足的睡眠時間、高質(zhì)量的睡眠對健康有著極其重要的影響。這是因為每當(dāng)我們進(jìn)入夢鄉(xiāng)，大腦并非簡單的關(guān)機(jī)休息，它會借助特殊的“排污系統(tǒng)”將白天產(chǎn)生的廢物從大腦中清除。

這一過程不僅涉及到血管的節(jié)律性收縮，還伴隨著一系列協(xié)調(diào)的信號分子變化。在清醒狀態(tài)下，去甲腎上腺素、乙酰膽堿、血清素、多巴胺等分子各自發(fā)揮相對獨立的功能，分別調(diào)控注意力、學(xué)習(xí)、情緒、動機(jī)等行為與認(rèn)知過程。

圖片來源：123RF

一篇發(fā)表于《科學(xué)》的評論文章指出，在非快速眼動睡眠（NREM）期間，這些信號分子的活動模式發(fā)生了顯著變化。它們在NREM睡眠中不再獨立運作，而是表現(xiàn)出高度同步的慢波振蕩，周期約為50秒。

這種節(jié)律在腦電圖上表現(xiàn)為周期性出現(xiàn)的快速活動爆發(fā)，并伴隨心率、呼吸、瞳孔直徑、肌肉張力等外周生理指標(biāo)的同步波動。而正是這種節(jié)律波動幫助了大腦清除廢物的過程。

值得一提的是，文章作者M(jìn)aiken Nedergaard教授，早在2012就描述過這種幫助大腦清除廢物的類淋巴系統(tǒng)。

文章指出，包括去甲腎上腺素、多巴胺在內(nèi)的這些神經(jīng)信號分子，其實本身同樣具備血管活性作用。例如，去甲腎上腺素和血清素主要引起血管收縮，而乙酰膽堿和多巴胺則更多與血管舒張相關(guān)。在NREM階段，這些信號分子的同步振蕩能夠驅(qū)動腦內(nèi)血管發(fā)生緩慢的周期性收縮與舒張，這一過程也被稱為“慢速血管運動”。

慢速血管運動具有重要的機(jī)械功能。腦脊液的流入與腦內(nèi)廢物的清除非常依賴于血管壁的節(jié)律性運動。作為大腦特有的清除系統(tǒng)，腦脊液會沿動脈周圍間隙進(jìn)入腦組織，在細(xì)胞間質(zhì)中流動，最終帶走組織代謝廢物，其中就包括與阿爾茨海默病相關(guān)的β-淀粉樣蛋白和tau蛋白。

而血管的節(jié)律性運動為這一過程提供了必要的驅(qū)動力。當(dāng)血管運動正常進(jìn)行時，腦脊液的流動效率較高。反之，清除功能會受到抑制。

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文章指出，多種病理狀態(tài)以及外部因素對信號分子節(jié)律運動以及慢速血管運動產(chǎn)生影響。例如精神分裂癥、抑郁癥等疾病伴隨神經(jīng)信號分子功能異常，患者的睡眠結(jié)構(gòu)也常被破壞，這可能極大影響慢速血管運動與腦脊液流動。

而慢性壓力狀態(tài)下，去甲腎上腺素基線水平升高，導(dǎo)致振蕩的頻率加快、幅度減小，這種變化與腦脊液驅(qū)動效率下降相關(guān)。此外，神經(jīng)類藥物或酒精的使用，可能對去甲腎上腺素、多巴胺的水平產(chǎn)生異常影響，最終也會使類淋巴系統(tǒng)的工作效率下降。

研究還提到，這一慢波節(jié)律能夠通過自主神經(jīng)系統(tǒng)影響心率，例如去甲腎上腺素振蕩與心率波動之間存在緊密關(guān)系。因此，睡眠期間的心率變異性可能間接反映神經(jīng)節(jié)律的完整性。

作者指出，心率異常降低與認(rèn)知功能下降和癡呆風(fēng)險升高相關(guān)。此外，精神疾病、慢性壓力、心臟病等與癡呆風(fēng)險相關(guān)的狀態(tài)，也常伴隨心率異常下降。這提示，心率異?；蛟S可作為評估腦內(nèi)清除功能狀態(tài)的潛在指標(biāo)，用于幫助識別高風(fēng)險人群或監(jiān)測干預(yù)效果。

參考資料：

[1] Maiken Nedergaard, The oscillatory biology of sleep: Linkage to dementia, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeg2276.

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