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當睡眠不足時,大腦就會開始吃自己

當睡眠不足時,大腦就會開始吃自己

對睡眠的需求遠遠不止是每12小時補充一次能量。當我們睡覺時,我們的大腦會改變狀態,清除白天遺留下來的神經活動的有毒副產品。

奇怪的是,同樣的過程也開始發生在大腦中,也就是長期睡眠不足——除非它被踢進了超光速運動。

研究人員發現,持續的睡眠不足會導致大腦清除大量的神經元和突觸連接,而恢復睡眠可能無法逆轉損傷。

義大利馬爾凱理工大學的神經學家米歇爾·貝勒西領導的研究小組對哺乳動物大腦對不良睡眠習慣的反應進行了研究,發現睡眠良好的和不睡覺的老鼠之間存在著一種奇怪的相似之處。

就像身體其他部位的細胞一樣,大腦中的神經元也會被兩種不同類型的膠質細胞——通常被稱為神經系統的膠——的神經膠質細胞所更新。

小膠質細胞負責清除衰老的細胞,通過一種叫做吞噬作用的過程.

星形膠質細胞的工作是在大腦中清除不必要的突觸(連接)來更新和重塑其線路。

我們知道這個過程發生在我們睡覺的時候,消除了白天的神經系統損耗,但現在看來,當我們開始失眠的時候也會發生同樣的事情。

但是,大腦非但沒有成為一件好事,反而在清理過程中走極端,反而開始傷害自己。

想想看,當你睡著的時候,垃圾就會被清除出去,而在幾個不眠之夜後,有人進入你的房子,不加區分地把你的電視機、冰箱和家養狗扔出去。

「我們首次表明,由於睡眠不足,部分突觸被星形膠質細胞吞噬,」Bellesi告訴《新科學家》雜誌的Andy Coghlan.

為了弄清這一點,研究人員對四組老鼠的大腦進行了成像:

其中一組睡眠時間為6到8小時(休息充分)

另一種是周期性地從睡眠中醒來(自發地醒來)

第三組則保持清醒,多睡8小時(睡眠不足)

最後一個組連續五天保持清醒(長期睡眠不足)。

當研究人員比較了四組的星形膠質細胞的活動時,他們發現在休息良好的小鼠大腦中,有5.7%的神經突觸,還有7.3%的自發覺醒的老鼠大腦。

在缺乏睡眠和長期睡眠不足的老鼠身上,他們發現了一些不同的東西:星形膠質細胞增加了它們的活動,實際上是吃了一些神經突觸,就像小膠質細胞吃垃圾一樣——這是一種叫做星形細胞吞噬的過程。

在睡眠不足的小鼠大腦中,發現星形膠質細胞活躍在8.4%的突觸上,在長期睡眠不足的小鼠中,高達13.5%的突觸顯示了星形膠質細胞的活性。

正如貝雷西對《新科學家》雜誌所說的,在兩組睡眠剝奪的小鼠中,大多數被吃掉的突觸是最大的,它們往往是最古老、最常用的——「就像舊傢具一樣」——這可能是一件好事。

但是當研究小組檢查了四組的小膠質細胞的活動時,他們發現它也在長期睡眠不足的人群中增加了。

這是一個令人擔憂的問題,因為不受控制的小膠質細胞活動與腦疾病,如阿爾茨海默病和其他形式的神經退化有關。

研究人員報告說:「我們發現,在大突觸中主要是突觸前元素的星形細胞吞噬作用,發生在急性和慢性睡眠缺失之後,而不是在自發覺醒之後,這表明它可能促進了大量使用的、強突觸的磨損成分的整理和回收。」

相比之下,只有慢性睡眠缺失會激活小膠質細胞並促進它們的吞噬活動。這表明,延長的睡眠中斷可能會導致小膠質細胞的出現,並可能使大腦受到其他形式的侮辱。

許多問題仍然存在,比如這個過程是否在人類大腦中被複制,如果在睡眠中補覺可以逆轉損傷。

但事實上,自1999年以來,阿爾茨海默氏症的死亡人數增加了50%,這與我們許多人在一夜好眠時所做的鬥爭是一樣的,這意味著我們需要儘快弄清這一點。(Slowly_Fish 208679)

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