一定要睡个好觉——有一个重要的原因!


讲师:Jeff Iliff

授课语言:英文

类型:TED 演讲

课程简介:大脑仅占人体重量的百分之二,却要消耗人体能量的四分之一。那么,这个独特的器官是如何汲取营养的,也许更重要的是,如何清除废物的呢?一些新的研究告诉你——通过睡眠。(翻译:Glimmer Wang,审译:Jing Peng)


视频在2015年6月19日发表于Ted官方微博,地址直传:一定要睡个好觉——有一个重要的原因! 


视频中提到,大脑中没有淋巴系统。而现在已经证明,大脑中是有淋巴管的。所以这个可以跳过不看,虽然我觉得里面的一些结论也并不是完全没有借鉴意义。

科普地址直传:一定要睡个好觉——有一个重要的原因!



睡眠,占用了我们一生三分之一的时间。但是真正有人知道它到底是怎么回事吗?

两千年前,古时候的名医伽林提出:当我们醒着的时候,我们大脑的原动力,它的液体会流动到身体所有其他部位,维持它们的活力,但这却使大脑枯竭。并且他认为,在我们睡觉的时候,这些充满了我们身体其他部位的液体会再回到我们的大脑,为大脑补充水分,并且使我们更有精神。

虽然这些观点如今我们听来很荒缪,但是伽林很好的解释了那些我们每天都要面对的睡眠的事情。那么,根据自身的经验,我们都知道如果我们睡觉了,我们的头脑会变得清醒,而如果我们没有睡觉,大脑就会变糊涂。我们现在对睡眠的了解,比伽林那个时期多了很多,但是我们仍然不知道为什么在我们所有的活动中,只有睡眠有如此这般可以促使我们头脑变得清晰的功能。

所以今天,我想给大家讲一些近期的研究,这些研究可能会揭示这些问题。

我们发现,睡眠实际上可能是对大脑的一些最基本的要求的一种简洁的解决方案,是大脑满足身体高需求的一种独特的方式。这种独特的方式,将它与我们身体其他器官区分开来。所以几乎我们所研究的生物学,都可以被认为是生物体中需要被解决的一些问题,和相应的解决方案。并且,每个器官第一个要解决的问题,就是提供持续不断的营养去供应身体的所有细胞。对大脑来说,这是至关重要的,它巨大的电波活动,用尽了身体整个能量供应的1/4,即使大脑仅仅占据了人体重量的2%.所以这个循环系统通过血管的传输,将营养和氧气送到身体的每一个角落,来解决我们身体营养供应的问题。

【02:21】我们可以从视频中看到 ,这里,显示了活老鼠的大脑中的血管,血管形成了一个复杂的网络,充满了整个大脑容量。它们从大脑的表层开始,深入组织,然后伸展开来,提供营养和氧气,到大脑中的每一个细胞。那么,就在每一个细胞消耗营养的同时,每个细胞也都会产生相应的垃圾和废物。那么,这些废物的清除,就成了每个器官要解决的第二个基本问题。

【03:00】这个图片展示了通过演变来达到这种需求的系统——淋巴系统。它是贯穿整个身体的第二套网络系统,淋巴管从细胞之间的间隙中得到蛋白质和其他垃圾,然后收集这些蛋白质和垃圾,将它们卸到血液中去处理。但是如果你仔细地看这个图表,你会发现一些不合常理的东西。

【03:24】假使我们钻进了这个人的脑袋,你会发现,大脑中没有淋巴管!那不符合道理,不是吗?我的意思是说,大脑是那么活跃的一个器官,它产生大量的废物,这些垃圾却必须要被及时、有效地清理掉,然而大脑中却没有淋巴管,那就意味着身体的其他部位清除垃圾废物的途径在大脑中并不适用。那么大脑是怎样解决它的垃圾清理问题的呢?那么这个看上去普通的问题,就是我们团队最初做这个项目的原因。

我们发现,当我们深入到大脑中,一直深入到神经元和血管,去寻找大脑解决垃圾清理的问题的机制时,得到的结果是出乎我们意料的。我们发现的东西很特别,又很美丽。

我来说说我们发现的东西,我们的大脑中有一个区域,里面装满了干净透明的液体,那种液体叫做脑脊液,我们简称CSF,CSF填充了大脑周围的空间,来自大脑中的废物从大脑中出来,到达CSF中,CSF和废物一起卸下,进入血液。照这样,听起来着就像一个淋巴系统,不是吗?但有趣的是,从大脑中出来的液体和废物,他们不是随意地渗透到CSF的区域中,相反,有一个专门的管道网络,来组织和促进这个过程。

【05:06】你可以从这些视频中看到。看,我们又一次看到了活老鼠的大脑。在你左边的组织展示了大脑表层正在发生的事,而你右边的组织显示了大脑表层底下和它的组织所发生的事。我们把血管标记成红色,把大脑周围的CSF标记成绿色,那么,让我们吃惊的是,大脑外面的液体(CSF),它们不在外面呆着,相反,CSF沿着血管外壁,流回大脑中,并且在它沿着这些血管流向大脑的同时,它们正在忙于将废物,从这些脑细胞的间隙中带走。

如果你仔细想想就会发现,利用这些血管外壁,真的是一个巧妙设计的解决方法。因为大脑在一个坚硬的头骨中是封闭的,并且它里面装满了细胞,所以在大脑中已经没有空余的位置,留给第二套像淋巴系统那样的管路,【06:16】然而这些血管,却从大脑的表层延伸出来,到达大脑中的每一个独立的细胞,这也就意味着,脑脊液只要沿着这些血管的外壁流动,就可以轻易到达大脑中。所以这就是,安排一套血管,去代替第二套如淋巴管一样功能的一种巧妙办法。这样就不需要那另外的一套淋巴管了。更神奇的是,没有其他任何一种器官具有这种清理细胞之间废物的功能,这是大脑所独有的解决办法。

但是,刚刚我所讲的这一切当中,最最让我们感到惊奇的是,大脑中所有这些液体的工作状态,只出现在睡眠时的大脑中

【07:11】看,左边的这个视频,显示了在一只醒着的老鼠的大脑中有多少脑脊液在流动—— 几乎没有。然而同样是这只老鼠,如果我们稍微等待一下,到它睡着,我们就可以看到脑脊液在大脑里快速地流动。

同时我们发现,在大脑即将睡着的时候,脑细胞看起来变小了,这样,细胞之间就产生了空隙,这些空隙得以让脑脊液流动,也让废物被清除了。这样看起来,伽林提出的,人睡觉时大脑中会有液体流动的想法,应该是正确的思路。2000年后,我们自己的研究证明了,大脑清醒时所发生的一切。在大脑紧张工作时,它一直将清理那些细胞空隙间的废物的工作推迟。然后,在大脑要睡觉时,它不必那样紧张工作,大脑就切换到了“清理模式”,开始清理脑细胞间隙之间已经积累了一天的废物。所以这有点像我,或者你,我们在周内工作的时候,没有时间做家务,于是将家务推迟了,等周末到了,我们就会把所有要做的家务都做好。

到现在,我们已经说了很多关于废物清理的事,但是我还没有具体介绍废物的种类——那些为了保持我们健康,大脑必须要清理的废物——的种类。

近期的研究关注最多的废物,是淀粉样β蛋白,这是一种大脑始终会产生的蛋白质,就在此刻,我的大脑就正在产生淀粉样β蛋白,你的也是 。但是患有老年痴呆症的人,在他们的脑细胞的间隙中,淀粉样β蛋白生成、聚集不能被及时清除。淀粉样β蛋白的累积,是形成这种疾病的关键步骤。所以我们测量了大脑在清醒的状态下淀粉样β蛋白的清理速度,与大脑沉睡时的清理速度进行对比。

我们发现,在睡眠中的大脑淀粉样β蛋白的清除速率更快。那么,如果睡眠是大脑进行废物清理的关键步骤,那么这就会奇迹般地改变我们对睡眠、淀粉样β蛋白和老年痴呆症的认识。一系列临床试验证明:在那些老年痴呆症还不是很严重的患者中,睡眠质量和时间的恶化,是与大脑中淀粉样β蛋白的集聚有着很大的关系的。然而,值得指出的是,这些研究没有证实睡眠的缺乏或者低质量的睡眠会引起老年痴呆症。但明确指出如果大脑不及时清理废物(如淀粉样β蛋白)来维持它自身的清洁,很可能会促进像老年痴呆症这样的病症的发展。

那么,这个新的研究告诉我们,也就是我现在要告诉你们每个人的,现在我们都知道,即使伽林也都知道,关于睡眠最重要的一点,大概就是睡觉会使我们的思维变得清醒。那么,我们,每晚都在睡觉,但是我们的大脑却从未休息过。虽然我们的身体看起来不动了,但是我们的思维却在到处梦游。大脑的这些组织始终在辛苦地工作,保持这个极其复杂的“机器”的清洁。就好像我们的家务,那是个脏兮兮、费力不讨好的工作,但是却是那么的重要。如果你有一个月都不打扫你的厨房,很快,你的家就会变得不适合居住。但是如果换作大脑,拖延“不做家务”的结果,将会比我们不清理厨房台面的结果要严重得多。那是因为,对于大脑来说,不清理的后果会危及我们思维、身体的健康与功能。

今天我们大脑所做的这些基础的、“家务”一般的苦差事,可能对防止与治疗明天的精神疾病具有重要的意义。

谢谢。



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