上海
睡眠是人类生存必不可少的行为，并且充足的睡眠时间、高质量的睡眠对健康有着极其重要的影响。这是因为每当我们进入梦乡，大脑并非简单的关机休息，它会借助特殊的“排污系统”将白天产生的废物从大脑中清除。
这一过程不仅涉及到血管的节律性收缩，还伴随着一系列协调的信号分子变化。在清醒状态下，去甲肾上腺素、乙酰胆碱、血清素、多巴胺等分子各自发挥相对独立的功能，分别调控注意力、学习、情绪、动机等行为与认知过程。
图片来源：123RF
一篇最新发表于《科学》的评论文章指出，在非快速眼动睡眠（NREM）期间，这些信号分子的活动模式发生了显著变化。它们在NREM睡眠中不再独立运作，而是表现出高度同步的慢波振荡，周期约为50秒。
这种节律在脑电图上表现为周期性出现的快速活动爆发，并伴随心率、呼吸、瞳孔直径、肌肉张力等外周生理指标的同步波动。而正是这种节律波动帮助了大脑清除废物的过程。
值得一提的是，文章作者Maiken Nedergaard教授，早在2012就描述过这种帮助大脑清除废物的类淋巴系统。
文章指出，包括去甲肾上腺素、多巴胺在内的这些神经信号分子，其实本身同样具备血管活性作用。例如，去甲肾上腺素和血清素主要引起血管收缩，而乙酰胆碱和多巴胺则更多与血管舒张相关。在NREM阶段，这些信号分子的同步振荡能够驱动脑内血管发生缓慢的周期性收缩与舒张，这一过程也被称为“慢速血管运动”。
慢速血管运动具有重要的机械功能。脑脊液的流入与脑内废物的清除非常依赖于血管壁的节律性运动。作为大脑特有的清除系统，脑脊液会沿动脉周围间隙进入脑组织，在细胞间质中流动，最终带走组织代谢废物，其中就包括与阿尔茨海默病相关的β-淀粉样蛋白和tau蛋白。
而血管的节律性运动为这一过程提供了必要的驱动力。当血管运动正常进行时，脑脊液的流动效率较高。反之，清除功能会受到抑制。
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文章指出，多种病理状态以及外部因素对信号分子节律运动以及慢速血管运动产生影响。例如精神分裂症、抑郁症等疾病伴随神经信号分子功能异常，患者的睡眠结构也常被破坏，这可能极大影响慢速血管运动与脑脊液流动。
而慢性压力状态下，去甲肾上腺素基线水平升高，导致振荡的频率加快、幅度减小，这种变化与脑脊液驱动效率下降相关。此外，神经类药物或酒精的使用，可能对去甲肾上腺素、多巴胺的水平产生异常影响，最终也会使类淋巴系统的工作效率下降。
研究还提到，这一慢波节律能够通过自主神经系统影响心率，例如去甲肾上腺素振荡与心率波动之间存在紧密关系。因此，睡眠期间的心率变异性可能间接反映神经节律的完整性。
作者指出，心率异常降低与认知功能下降和痴呆风险升高相关。此外，精神疾病、慢性压力、心脏病等与痴呆风险相关的状态，也常伴随心率异常下降。这提示，心率异常或许可作为评估脑内清除功能状态的潜在指标，用于帮助识别高风险人群或监测干预效果。
参考资料：
[1] Maiken Nedergaard, The oscillatory biology of sleep: Linkage to dementia, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeg2276.
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