【大紀元2013年11月18日訊】（大紀元記者郭靖康編譯報導）一項新的動物研究發現，在小鼠睡眠時，大腦中的清理系統開始高速運轉，清洗腦細胞在日常活動中產生的各種有毒廢物。甚至為了便於清洗各種代謝廢物，睡眠時腦細胞的體積會縮小，使細胞周圍的空間變大，腦脊液流量增加6成，有利於更加徹底地打掃垃圾。

據《華盛頓郵報》報導，在睡眠時我們的軀體處於休息狀態，但大腦卻忙著清掃體內產生的垃圾，大腦的夜間自我清潔的過程為睡眠恢復健康提供了一個令人信服的依據。熬夜會阻止大腦有效地地清除這些毒素，這就能解釋為什麼剝奪睡眠具有如此強烈和直接的惡果。睡眠太少會導致精神迷糊、偏執、偏頭痛和癲癇發作。剝奪小鼠的睡眠會使它在幾周內死亡。

本研究的作者、羅徹斯特大學神經外科醫生妮德佳德（Maiken Nedergaard）說：「睡眠能使我們的大腦處於清理白天產生的各種代謝廢物的狀態。」這些代謝產物包括β澱粉樣蛋白，這種蛋白所形成的斑塊在阿爾茨海默氏症患者的大腦中出現。

她們對腦部淋巴系統晝夜迴圈的排毒原理深感奇妙。為了進一步探索腦部淋巴系統的奧秘，科學家們採用了一種稱為雙量子顯微鏡的成像技術，可以即時觀看活老鼠大腦中的腦脊液運動情況。給小老鼠用鎮靜藥誘導它進入熟睡狀態後，用特殊螢光染料來標記腦脊液。他們發現在睡眠期間的大腦細胞之間的間隙變大，腦脊液流量增加了60％。而當小鼠清醒時，腦脊液流量明顯減少。

睡眠在記憶形成中也發揮了關鍵的作用。去年，妮德佳德和她的同事們發現了大腦存在一個廢物排泄系統，他們稱之為腦部的淋巴系統。它的工作原理是通過腦脊液的迴圈把整個腦組織所產生的廢物都沖進血流中，然後再通過肝臟進行解毒。

儘管睡眠像空氣和水一樣重要，但它仍像謎一樣，幾個世紀以來一直困擾著科學家和哲學家。自然界在生物的進化過程中卻選擇了需要睡眠，這一點似乎有些愚蠢，特別是對那些容易受攻擊或被吃掉的生物，睡眠更是危險。

那麼這到底是出於什麼原因呢？有一種說法是睡眠強制動物休息一段時間，從而節省能源。但這種理論似乎說不通，因為沉睡的大腦和清醒的大腦耗費了幾乎一樣多的能量。另一個難題是為何不同的動物每晚需要不同的睡眠時間。例如，貓每天睡眠超過12小時，而大象則每天只需睡3個小時。

根據這個最新發現的睡眠清除垃圾的功能，巴西神經學家蘇珊娜（Suzana Herculano-Houzel）在一篇評論中推測，不同物種需要不同的睡眠時間可能與大腦的大小有關。較大的大腦在細胞與細胞之間應該有更大的間隙，只需要更少的時間來清理積累了一天的廢物，因為它們有更大的空間，更容易清理。

妮德佳德說：「當我們睡覺時腦細胞縮小，讓腦脊液對大腦進行沖洗，就好像一個水龍頭的打開和關閉的過程一樣。」他們的研究項目之一是利用核磁共振（MRI）來觀測腦部淋巴系統的清潔功能。他們發現，齧齒類動物在沉睡時清除有害的β-澱粉樣蛋白的能力是它們在清醒狀態時的兩倍。她
認為可以開發藥物來模仿睡眠 – 覺醒週期從而強行對腦部進行清洗。

這些研究成果發表在《科學》雜誌上。

（責任編輯：林文）