雖然說目前我們還沒有完全了解人類和動物們睡眠的所有目的，但已經有許多的研究證實睡眠和神經代謝的過程息息相關。換句話說，良好的睡眠可以幫助我們的大腦維持較佳的健康狀態！
清除大腦的代謝產物
在2013年，美國羅徹斯特大學及紐約大學的醫學中心共同在國際知名期刊science發表了一個重要的發現。透過動物的研究以及即時的造影評估，發現相較於清醒，睡眠時的大腦脊髓液流動的更快、對流和物質交換也更多，這能夠讓睡眠期間的β-澱粉樣蛋白清除率上升。協助我們將清醒時所累積的神經毒性廢物代謝掉。
β-澱粉樣蛋白就是失智症出現的症狀
剛剛前面提到的β-澱粉樣蛋白在科學界一直被認為是阿茲海默症患者出現的神經症狀之一。這種蛋白若大累積在大腦當中，就會形成有害大腦健康的小塊、干擾細胞間神經溝通的信號，也有可能刺激免疫細胞，導致發炎反應或者消滅一些原有的神經細胞。而當大量的β-澱粉樣蛋白繼續累積，則會形成斑塊，也就是目前臨床上檢查阿茲海默型失智症重要的參考指標之一。
不只是動物、人也在睡眠時代謝大腦廢物
在2019年來自波士頓大學的科學家們透過腦影像技術證實了睡眠中大腦被「清洗」的過程。他們的研究成果中可以清楚看見睡眠時血液大量進入大腦後緊接著脊髓液廣泛分布。研究發現在睡眠時，大腦中的血液會大量釋放，而腦脊髓液則會順勢回收廢物，例如導致失智症的類蛋白等等。而且人在清醒時，沒有辦法完成這樣的回收機制。
為什麼只能在睡眠時清除廢物呢？
最主要的可能性來自於大腦神經元的同步活動。我們在醒著時為了保持警醒或者身體功能，大腦中神經元不會同時開關。但睡覺時就不一樣了，神經元們一起關閉時，大腦血流下降，導致足夠多的腦脊髓液大量流動，進而幫助我們清洗大腦中不需要的廢物。所以「熬夜會變笨」可能不只是爸媽嚇唬小孩的話而已喔！
Reference
Xie L, Kang H, Xu Q, et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science. 2013;342(6156):373-377. doi:10.1126/science.1241224
Fultz NE, Bonmassar G, Setsompop K, et al. Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep. Science. 2019;366(6465):628-631. doi:10.1126/science.aax5440
作者資訊
- 台北市大心職能治療所 居家治療師
- 國立陽明大學 腦科學研究所 博士候選人
- 國民健康署 運動保健師資
- 國立陽明大學 睡眠醫學中心 聘任講師
