撰文：朱哼哼編審：王新凱
晚上不想睡、早上不想起、假期睡不夠，是絕大多數(shù)當(dāng)代年輕人的生活現(xiàn)狀。
據(jù)中國睡眠研究協(xié)會發(fā)表的《睡眠調(diào)查報(bào)告》顯示，超 3 億中國人群有睡眠礙，其中 11 點(diǎn)后入睡人群占 75%，凌晨 1 點(diǎn)入睡人群超過 30%。就睡眠時(shí)長來看，中國人平均睡眠時(shí)間比 7 年前減少將近 2 小時(shí)。2020 年中國人平均只睡 6.82 小時(shí)，對于 90 后，00 后甚至只有 6.47 和 6.45 小時(shí)。
假期最后一天，我們來探討一個(gè)極其普通的問題：睡覺為什么如此重要？或者說，我們?nèi)祟悶槭裁匆X？
（來源：Pixabay）
實(shí)際上，大量研究表明，長期睡眠不足會導(dǎo)致一系列心腦血管疾病，尤其是與大腦廢物代謝相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茲海默病。
近日，日本筑波大學(xué)國際綜合睡眠醫(yī)學(xué)研究所 Yu Hayashi 教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)就發(fā)現(xiàn)，哺乳動物快速眼動睡眠期間大腦血液流速會顯著增加，這對于大腦累積廢物的清除至關(guān)重要。
同時(shí) Hayashi 教授證實(shí)，快速眼動睡眠期間大腦血流量增加是由腺苷 A2a 受體介導(dǎo)的。一旦腺苷 A2a 受體被清除，則哺乳動物快速眼動睡眠期間大腦血流量不會增加，大腦累積的廢物也不會被有效清除。
值得一提的是, 當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入快速眼動睡眠之后如果把他喚醒，他會報(bào)告說正在做夢。這也就意味著，當(dāng)你做美夢的時(shí)候，你的大腦正在清理“垃圾”。
對此，Hayashi 教授表示，“我們對結(jié)果感到驚訝，在快速眼動睡眠期間有大量紅細(xì)胞通過大腦毛細(xì)血管，但是非快速眼動睡眠和清醒狀態(tài)之間沒有區(qū)別，表明快速眼動睡眠是一種獨(dú)特的狀態(tài)。鑒于快速眼動睡眠減少、大腦血流量減少與阿爾茲海默病的發(fā)生密切相關(guān)，未來或許可以開發(fā)針對阿爾茲海默病的新療法”。
相關(guān)研究以 “Cerebral capillary blood flow upsurge during REM sleep is mediated by A2a receptors” 為題發(fā)表在 Cell Reports 雜志上。
做夢的睡眠，至關(guān)重要
我們都知道睡眠對于健康至關(guān)重要，幾個(gè)晚上沒睡好，就會感到煩躁不安、學(xué)習(xí)效率低下、食欲不振等等。畢竟，人一生有三分之一的時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，睡眠不足會導(dǎo)致一系列諸如肥胖、心腦血管疾病、抑郁等等問題。
人類的睡眠受生物節(jié)律的影響，同時(shí)每一次睡眠又會有其自身的睡眠周期和睡眠階段。人類睡眠周期包括兩個(gè)時(shí)相：非快速眼動睡眠期（NREM）和快速眼動睡眠期（REM）。NREM與REM交替出現(xiàn)，交替一次稱為一個(gè)睡眠周期，兩種循環(huán)往復(fù)，每夜通常有 4~5 個(gè)睡眠周期，每個(gè)周期 90~110 分鐘。隨著睡眠周期的繼續(xù)，REM 睡眠所占比例逐漸增加。
目前，大量的研究表明，NREM 睡眠和 REM 睡眠對于人類均具有重要作用。其中，REM 睡眠對于人類記憶鞏固和神經(jīng)突觸可塑性至關(guān)重要，而 NREM 睡眠對于人體生長激素分泌、免疫激活、炎癥等功能密切相關(guān)。
在快速動眼睡眠階段，雖然身體處于麻痹狀態(tài)，但是腦在某些方面卻很像是清醒狀態(tài)，眼球會快速移動，同時(shí)身體肌肉放松。多數(shù)在醒來后能夠回憶的清晰的夢境都是在 REM 睡眠發(fā)生的。
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同時(shí)，在 REM 睡眠期間，大腦血流量會顯著增加，這一過程對于清除神經(jīng)元正?；顒赢a(chǎn)生的各種代謝廢物至關(guān)重要。而睡眠失調(diào)則會導(dǎo)致這一過程紊亂，與神經(jīng)退行性疾病諸如阿爾茲海默病等密切相關(guān)。
2018 年，華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院研究人員在 JAMA Neurology 雜志上發(fā)表的一篇文章顯示，睡眠周期中斷或是阿爾茲海默病早期臨床癥狀。
此后，另一組研究人員在 Science 雜志上發(fā)表的研究顯示，睡眠剝奪會明顯增加哺乳動物大腦中 tau 蛋白水平，而 tau 蛋白與阿爾茲海默病的發(fā)生密切相關(guān)。也就是說，睡眠不足或會影響 REM 睡眠期間，大腦廢物清理的正常節(jié)律，導(dǎo)致大腦中廢物積累，損傷神經(jīng)，誘導(dǎo)阿爾茲海默病的發(fā)生。
不過，此前人們尚不清楚大腦在REM期間進(jìn)行廢物清除的機(jī)制。
做夢幫助大腦清除廢物
到目前為止，人們嘗試使用了各種方法來研究 NREM 和 REM 期間大腦血流動力學(xué)，包括 PET/CT、近紅外光譜、超聲、核磁共振等等技術(shù)。然而，這些技術(shù)并不完美，有時(shí)甚至得出相反的結(jié)論。
為了更直觀的感受不同睡眠階段大腦血流量的變化，Hayashi 教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)使用先進(jìn)的雙光子顯微鏡技術(shù)，直接可視化小鼠在 NREM 和 REM 睡眠期間大腦毛細(xì)血管中紅細(xì)胞的運(yùn)動情況。
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同時(shí)，研究人員還對小鼠大腦的電活動進(jìn)行監(jiān)測，以識別小鼠大腦處于 NREM 睡眠、REM 睡眠還是清醒狀態(tài)，并觀察不同狀態(tài)期間大腦血流量的差異。
結(jié)果 Hayashi 教授發(fā)現(xiàn)，在 REM 睡眠期間，有大量的紅細(xì)胞通過腦毛細(xì)血管，但是在 NREM 睡眠以及清醒狀態(tài)時(shí)，血流量沒有區(qū)別。這意味著，REM 睡眠是一種獨(dú)特的狀態(tài)，與大腦血流量增加密切相關(guān)。
隨后，Hayashi 教授擾亂了小鼠的睡眠，為了補(bǔ)償早期中斷，此時(shí)小鼠產(chǎn)生反彈的更強(qiáng)的 REM 睡眠。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，REM 睡眠反彈期間大腦血流量會進(jìn)一步增強(qiáng)，表明大腦血流量與 REM 睡眠強(qiáng)度密切相關(guān)。
最后，研究人員還找到了睡眠期間大腦血流量調(diào)節(jié)的分子機(jī)制，腺苷 A2a 受體。
腺苷由神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞釋放，并通過激活腺苷 A2a 受體促進(jìn)大腦血管擴(kuò)張。除此之外，我們經(jīng)常喝的咖啡，也可以通過咖啡因阻斷 A2a 受體，抑制睡眠。
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在實(shí)驗(yàn)中，Hayashi 教授發(fā)現(xiàn)，當(dāng)敲除小鼠 A2a 受體后，小鼠 REM 睡眠期間血流量不會再明顯增加，即使是反彈 REM 期間也是如此。這表明，在 REM 睡眠期間，腺苷 A2a 受體是控制大腦血流量的關(guān)鍵。
鑒于大腦血流量減少、REM 睡眠減少與阿爾茲海默病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其中機(jī)制可能與大腦廢物堆積密切相關(guān)。因此，靶向 A2a 受體增加大腦血流量，或是改善阿爾茲海默病一個(gè)可行的方案。當(dāng)然，這還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。
參考資料：
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00992-X
https://www.tsukuba.ac.jp/en/research-news/20210825140000.html
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