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本文轉(zhuǎn)載自 學(xué)術(shù)經(jīng)緯 很多經(jīng)常需要加班工作的人也許有這樣的經(jīng)歷——在長(zhǎng)期熬夜后，大腦認(rèn)知能力會(huì)出現(xiàn)顯著下降。這并不讓人奇怪，畢竟大腦也需要休息。但是，即便經(jīng)過了充足的休息，一些人發(fā)現(xiàn)，大腦的反應(yīng)速度依舊無法回到長(zhǎng)期熬夜前的迅捷狀態(tài)，似乎缺覺帶走了大腦的靈性。人們也常戲謔地說，熬夜“殺死了不少腦細(xì)胞”。這種說法是心理作用，還是的確有科學(xué)依據(jù)在背后支持？ 近日，神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的頂尖學(xué)術(shù)期刊《Journal of Neuroscience》給出了答案：長(zhǎng)期缺覺的確會(huì)“殺死腦細(xì)胞”，讓大腦的反應(yīng)不如從前。這背后的原因讓人驚訝——在缺覺時(shí)，大腦為了保護(hù)自己，會(huì)“吃掉”那些受損的腦細(xì)胞！ 這項(xiàng)研究來自一支意大利的研究團(tuán)隊(duì)，主要負(fù)責(zé)人是馬爾凱理工大學(xué)（Marche Polytechnic University）的Michele Bellesi教授。Bellesi教授的課題組主要關(guān)注睡眠對(duì)大腦造成的影響。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，他與研究團(tuán)隊(duì)想要了解缺乏睡眠會(huì)對(duì)小鼠的大腦結(jié)構(gòu)帶來如何的變化。 本研究的主要負(fù)責(zé)人Michele Bellesi教授（圖片來源：researchgate） 這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)潔——他們將小鼠分成了多組，其中一組能睡到自然醒（模擬正常情況），一組被剝奪了8小時(shí)的睡眠（模擬短期缺覺），另一組則被剝奪了近5天的睡眠（模擬長(zhǎng)期缺覺）。隨后，他們將研究對(duì)象集中在了膠質(zhì)細(xì)胞（glial cell）上。這類細(xì)胞在大腦中為神經(jīng)元提供營(yíng)養(yǎng)與氧氣，并能消滅病原體或是死亡的神經(jīng)元，保持大腦的健康。如果缺覺對(duì)大腦會(huì)造成影響，那么膠質(zhì)細(xì)胞的活性很有可能會(huì)發(fā)生改變。因此，研究人員預(yù)計(jì)能在這群細(xì)胞上看到缺覺造成的異常。 果不其然。研究發(fā)現(xiàn)，缺覺會(huì)影響星形膠質(zhì)細(xì)胞（astrocyte）的活性。在正常休息的小鼠中，星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)在大約6%的突觸附近發(fā)揮作用。而在短期缺覺和長(zhǎng)期缺覺的小鼠中，這一數(shù)字分別上升到了8%和13.5%。 星形膠質(zhì)細(xì)胞（圖片來源：維基百科） 為啥缺覺反而讓星形膠質(zhì)細(xì)胞變得更加活躍呢？在研究人員發(fā)現(xiàn)，在星形膠質(zhì)細(xì)胞的諸多功能中，有一個(gè)功能是對(duì)大腦中的突觸進(jìn)行“修補(bǔ)”，并消滅那些受損的細(xì)胞。這能夠解釋它的活性增加——在缺覺后，大腦中的一些細(xì)胞及部分突觸會(huì)出現(xiàn)損傷。為了讓大腦時(shí)刻處于健康的狀態(tài)，星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)介導(dǎo)吞噬作用，成為清道夫。 后續(xù)的研究證實(shí)了這一觀點(diǎn)。通過對(duì)不同小鼠群體的比較，研究人員發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期缺覺的小鼠，大腦中的星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用變得更為明顯?！斑@是人類首次發(fā)現(xiàn)由于缺覺，大腦內(nèi)的突觸會(huì)被星形膠質(zhì)細(xì)胞給吃掉。” Bellesi教授說。 與自然醒的小鼠（S組為白天取樣，W組為晚上取樣）相比，短期缺覺（SD組）與長(zhǎng)期缺覺（CSR組）的星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用更為明顯（圖片來源：《Journal of Neuroscience》） 短期內(nèi)，這或許是樁好事：隨著清醒時(shí)間的不斷增加，大腦內(nèi)突觸所承受的負(fù)荷也會(huì)不斷增加。定期清理那些不堪重負(fù)的突觸，也許能提高大腦的工作效率?！斑@些突觸就好像舊家具，需要精心打理和清潔?！?Bellesi教授補(bǔ)充道。 但這畢竟不是個(gè)長(zhǎng)期解決的方法。更為糟糕的是，Bellesi教授與他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，處于長(zhǎng)期缺覺狀態(tài)下的小鼠，大腦中的另一種膠質(zhì)細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞（microglial cell）會(huì)被激活，而它同樣會(huì)去捕食大腦中受損的細(xì)胞。這一現(xiàn)象在顯微鏡下得到了確認(rèn)——小鼠的突觸前段富有一種叫做VGLUT的神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而通過熒光標(biāo)記，研究人員發(fā)現(xiàn)它們出現(xiàn)在了小膠質(zhì)細(xì)胞的“肚子”里。 原本應(yīng)該出現(xiàn)在神經(jīng)突觸上的蛋白，在缺覺后，出現(xiàn)在了小膠質(zhì)細(xì)胞的肚子里（圖片來源：《Journal of Neuroscience》） “這就讓人擔(dān)心了，” Bellesi教授說：“我們知道在阿茲海默病或其他神經(jīng)退行性疾病中，小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)持續(xù)起作用。”如果任由這些小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬突觸，那么長(zhǎng)期缺覺無疑是一條通往“失智癥”的不歸路。 許多研究神經(jīng)科學(xué)家們對(duì)這項(xiàng)研究報(bào)以了很高的評(píng)價(jià)。法國(guó)波爾多大學(xué)（University of Bordeaux）的Agnes Nadjar教授認(rèn)為，這可以解釋為啥缺覺的人更容易得“失智癥”。 在該項(xiàng)研究中，科學(xué)家們并未檢驗(yàn)更多的睡眠能否對(duì)大腦起到保護(hù)作用，或是逆轉(zhuǎn)長(zhǎng)期缺覺帶來的負(fù)面影響，這也將是未來的研究方向。即便尚有許多機(jī)制未得到闡明，這項(xiàng)研究依舊告訴我們，想要有一個(gè)思維敏捷的大腦，最好遠(yuǎn)離熬夜。 參考資料： [1] Sleep Loss Promotes Astrocytic Phagocytosis and Microglial Activation in Mouse Cerebral Cortex [2] The brain starts to eat itself after chronic sleep deprivation |
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