《神经科学杂志》:长期睡眠不足,大脑开始吃自己!
你没看错!
我们都知道,人需要充足的睡眠才能满足一天的活动,除非有人能如同我们刚刚写过“短睡眠者”一样(相关阅读:一小部分人每晚只需要4小时的睡眠)。除了这些少数“上帝的宠儿”,大部分人还是需要7-9小时的睡眠时间才能保证一天的精力。大脑在清醒和休息时会有不同的工作模式,以便及时清除一天下来积攒的神经活动毒副产物。那么这种“清洁工作”只会发生在拥有正常睡眠的大脑中吗?
来自意大利马尔科理工大学的神经科学家Michele Bellesi领导的团队研究了哺乳动物大脑对睡眠习惯的反应,发现在有着良好休息的小鼠和失眠小鼠之间存在奇怪的相似之处,即大脑都会在休息时进行“大扫除”。
人身体各部位的细胞都会不断更新,大脑中的神经元也同样如此,有两种不同类型的神经胶质细胞进行这项工作。小胶质细胞(microglial cells)通过吞噬作用来清除凋亡神经细胞或受损细胞;星形胶质细胞的作用就是修剪大脑中不必要的突触来刷新和重塑其连接方式。
当我们休息一晚后,大脑会格外清醒,因为胶质细胞完成了清洁工作,但我们失眠时,这一过程也没有停止。这可不是一件好事,因为大脑会沉溺在清洁工作中,不知不觉就伤害了自己。想象一下,当你睡着后,别人替你把家收拾干净这是什么心情?再想象一下,在几个不眠夜之后,有人进入你的房间,不分青红皂白地丢掉你的电视、冰箱还有心爱的猫和狗,这又是什么心情?答案不言而喻。
为了弄清楚这些胶质细胞如何工作,研究人员对四组小鼠的大脑进行成像观察:
一组睡眠时间6-8小时(良好的睡眠);
二组周期性从睡眠中醒来(自发清醒);
三组超过8小时保持清醒(睡眠不足);
四组连续保持5天清醒(长期睡眠不足)。
研究人员比较了四组星形胶质细胞的活动情况,结果发现,睡眠不足和长期睡眠不足的小鼠星形胶质细胞更加活跃,此时,它们修剪的就是部分突触,尤其是突触中最大的部分。这些突触往往是最古老的,也是被过度使用的,如同家中的老式家具,这可能是一件好事。Bellesi说,“我们首次发现,因为睡眠不足,突触的一部分会被星形胶质细胞所吞噬。”
但是,当该小组检查这四组的小胶质细胞活动时,他们发现,慢性睡眠障碍组中小胶质细胞活动也有所增加。这个结果就不那么妙了。有研究发现,小胶质细胞的活跃与脑疾病(如阿尔茨海默氏症和其他形式的神经退行性疾病)有关。
自1999年以来,阿尔茨海默病的死亡人数已经增加了50%,这也迫使研究人员尽快解决人们最少睡眠时间这一问题。
该研究已发表在《Journal of Neuroscience》上。(IF:5.924)
图片来源:Shutterstock.com
Michele Bellesi, Luisa de Vivo, Mattia Chini, et al. Sleep Loss Promotes Astrocytic Phagocytosis and Microglial Activation in Mouse Cerebral Cortex. Journal of Neuroscience 24 May 2017, 37 (21) 5263-5273
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