今天，劳拉·刘易斯带领的波士顿大学研究团队在《科学》杂志发表了一篇论文，揭示了人类睡眠过程中的又一个谜团。
充足的睡眠不仅让我们恢复体力，也是保持注意力、判断能力、记忆力等认知能力的不可缺少的过程。早在 2013 年就有研究表明，睡眠中的大鼠大脑里包括 β 类淀粉蛋白在内的代谢废物会被清除出去。这些毒素和很多神经退行性疾病有很大的关联，比如阿尔茨海默症。
但是大脑究竟是怎么做到清除垃圾的，一直是个谜。
劳拉·刘易斯猜测大脑中的脑脊液和代谢废物的清除工作有关。成人大脑中含有约 125-150 毫升脑脊液，它是透明的，像水一样。
▲ 试管中的人类脑脊液。 图片来自：Wikipedia
于是她设计了一个实验，要求被试人员戴着脑电波检测帽、躺在核磁共振仪内进入睡眠状态。研究人员同时检测被试大脑中的血氧水平和脑电波，前者和脑脊液的流动有关，而后者可以表明被试进入了睡眠的哪个阶段。
研究结果揭示了一个非常有趣的过程。
我们的睡眠通常分为入睡期、浅睡期、中睡期、深睡期和快速眼动期（REM）五个阶段，其中前四个阶段都属于非快速眼动睡眠。
当被试处于非快速眼动睡眠阶段时，大脑中的海量神经元进入「同步」状态——同时关闭，同时打开。当神经元同时关闭时，此时大脑就不需要那么多氧气，往大脑里运输氧气的血液流量也就减少了。这时候，脑脊液就流过来，填补了血液撤退后留下的空间。
我们可以把大脑想象成一条热闹的街道：白天造了满地的垃圾废物；入睡后人潮撤退，脑脊液这个「清洁工」就出来洗地了。
可是，为什么脑脊液不能白天来清扫垃圾呢？
这背后也是神经元运行机制导致的。白天处于清醒状态时，神经元无法进入「同步」状态，大脑需要维持较高的血氧水平，血液持续流经大脑，脑脊液就流不进来。就像人潮汹涌的大街上，你没法搞卫生。
重点在于，只有在非快速眼动睡眠阶段，垃圾清扫工作才能正常进行。大多数人有这样的经验：如果某一夜做梦比较多，次日醒来时就会感觉精神不好。这背后的原因也许和脑脊液的工作机制有关，我们做梦时通常处于快速眼动睡眠阶段，而这时候大脑神经元就像白天清醒时那样处于非同步状态。
随着对睡眠科学研究的不断深入，它的重要性也日益凸显。睡觉，绝不只是休息一下而已。在记忆活动中，睡眠也扮演了一个无法替代的过程——没错，当你睡觉时，大脑会帮你复习白天学到的新东西。
而劳拉·刘易斯的研究则表明，你睡觉时，大脑还会帮你洗地。
所以，请保持充足睡眠，否则你的大脑里会充满垃圾和毒素。
题图来自：Unsplash
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