當你沉睡時,你的大腦就開始清理廢物。
就像深夜的洗衣房,所有進水閥門被打開,洗衣機全力工作,將積攢成堆的衣物上的髒污洗刷乾淨,並將污水排入下水道。
大腦不斷會產生各種廢物,如果不及時排出,我們會覺得疲勞,腦力下降,甚至出現認知障礙。但你知道如何才能更好地幫助大腦在夜間全力將廢物排出麼?
大腦自帶清除β-澱粉樣蛋白的系統
人的大腦是新陳代謝非常旺盛的器官——人體攝入能量的20%被大腦消耗。大腦相應也會產生很多廢物。體積很小的廢物,如二氧化碳、尿素、氨,可以進入毛細血管,並通過血液排出。但大腦每天還產生β-澱粉樣蛋白和Tau蛋白這類有神經毒性的蛋白質——這兩者通常被認為是阿茲阿茲海默症的風險因子——以及一些氧化物,它們的顆粒都比較大,是無法直接通過血液而被排出的。
過去人們認為,大腦的內部沒有淋巴系統運出這些廢物,要靠內部消解。
但在2012年,科學家們通過實驗證實,大腦內部另有特殊的類似淋巴的機制可以直接沖洗掉深層的這些大件廢物 。人們取「膠質」(glia)和「淋巴」(lymphatic)二詞,將其命名為「膠質淋巴系統」(glymphatic system)或「類淋巴系統」。
具體說來,大腦中動脈血管的外部,有一種套筒式的結構,而在血管和套筒形成的夾層中,流動著腦脊液。睡覺時,大腦的血管變細,套筒和血管之間的空間相對擴大了,有更多腦脊液在此時生成並流入。隨著血管的脈衝運動,套筒內的腦脊液泵出,並流入腦組織,把存在於腦細胞之間的廢物,比如β-澱粉樣蛋白和Tau蛋白,沖刷出來,並最終排出大腦。
清洗機制在深度睡眠時才全力運作
「大腦中的廢物清除過程在清醒期間幾乎不運作,它很大程度上是在我們的深度睡眠階段發生的。」健康心理學家、澳大利亞睡眠健康基金首席執行官、莫納什大學兼職臨床副教授莫伊拉·榮格(Moira Junge)在接受《大紀元時報》郵件採訪時表示。
大腦清除廢物的效率,與睡眠的不同階段有關。
人的睡眠可以大致分為兩種狀態:快速動眼睡眠(REM)和非快速動眼睡眠(NREM)。後者占總體睡眠時間的75%,它被進一步劃分為三個階段,代表睡眠變得越來越深:N1為淺睡眠階段,N2為中度睡眠階段,N3為深度睡眠階段。N3階段時,人的腦電波最慢。
在N3階段時,「你不容易受到外在環境的干擾,例如你聽不到外面的狗叫聲,也聽不到你的伴侶上床睡覺。」榮格說。
睡覺時會依次經歷N1—N2—N3—N2—REM幾個階段,此為一個睡眠周期,平均時長為90分鐘。一個晚上,人會經歷4~5個睡眠周期。
美國臨床針灸研究所(American Institute for Clinical Acupuncture)以及美國賓州楊氏中西醫整合醫學中心(Yang Institute of Integrative Medicine)創辦人、精神科醫生、中西醫整合醫學專家楊景端醫師在接受《大紀元時報》郵件採訪時表示,類淋巴系統在睡眠時,尤其是在深度睡眠期間更加活躍,從而能夠有效地排出廢物,
在《科學》期刊發表的一項動物實驗中,研究人員用示蹤劑觀察腦脊液流動的變化。他們發現,睡眠時,腦組織的間隙增加了60%:與清醒狀態相比,深度睡眠(或在藥物麻醉狀態)時,大腦中β-澱粉樣蛋白的清除率增加了一倍:在清醒時,大腦動脈周圍和腦組織的示蹤劑的流入下降了95%。
睡眠的缺乏和失智症等多種問題有關
遺憾的是,現在的人睡得越來越少。
根據調查公司蓋洛普2023年12月的調查,2023年,只有四成的美國人表示自己的睡眠時間夠了,有六成人表示,如果多睡一會,自己會覺得更好。五分之一的人睡眠時間竟然不到5小時,而在1942年時,這個比例只有3%。
這也和人們睡得越來越晚相關,根據估算,晚 1 小時上床睡覺,會導致每晚睡眠時間減少14~33分鐘。
不只是睡得晚和睡得短,我們也沒有睡得安。根據美國精神醫學學會提供的信息,患有長期睡眠障礙的人超過5000萬。
這些都直接導致了深度睡眠的減少和受損,從而縮短了類淋巴系統效率最大化的黃金工作時間,進一步導致大腦中的廢物積累。
睡眠時間少的人,大腦中β-澱粉樣蛋白負荷高。2018年進行的一項人體研究表明,即使是一晚上的睡眠不足,也會妨礙大腦對廢物的清除。在稍早時候進行的另一項研究中,正常睡眠使腦脊髓液中的β-澱粉樣蛋白的生化標記濃度在早晨降至25.3 pg/mL,24小時不睡覺者和正常者的差異可達到75.8 pg/mL。而且睡眠時間越長——只要不睡得過多,β-澱粉樣蛋白的生化標記降低就越多。
大腦中廢物的堆積,可能會引發多種症狀。
比如,當我們無法清除這些廢物並且它們不斷累積時,我們可能很難感到「頭腦清醒」,榮格介紹。
楊景端表示,「最常見的表現是認知功能的下降 」,包括記憶力減退、注意力難以集中,以及處理複雜任務感覺困難。長期廢物堆積還可能影響情緒,導致焦慮、抑鬱,甚至易怒。此外,它可能與神經退行性疾病,比如阿茲海默病或帕金森病,直接關聯,因為這些疾病與大腦中β-澱粉樣蛋白和Tau蛋白的積累密切相關。隨之而來的,是運動功能障礙、認知衰退、情緒波動等症狀。
研究發現,對於認知正常的老年人,其大腦中β-澱粉樣蛋白的積累,同其在睡得較深時的大腦腦電波的表現異常(睡眠狀態變化)有聯繫。
2021年發表的一項追蹤研究對7959名50~70歲的人進行平均25年的觀察,發現與睡眠時間7小時者相比,長期睡眠不足6小時的人患失智症風險大約增加30%。
一項2019年發表的對合計超過1.3萬名荷蘭老年人平均超過8年的追蹤研究顯示,睡眠品質的惡化每增加一定程度,以及睡眠時間每縮短一些,在未來6年內患帕金森氏症的風險會對應增加76%和72%。
「睡眠在許多方面仍然是一個複雜的謎,但很明顯的是,充足的睡眠能夠管理和調節我們的情緒,讓我們可以更清晰地思考,擁有更多精力,並提高注意力水平。」榮格表示。
安眠藥能否增加深度睡眠?
雖然深度睡眠時類淋巴系統才高效工作,但用吃安眠藥的方法卻會適得其反。
「我還沒有看到任何證據表明,安眠藥可以幫助人們獲得更深度的睡眠。」榮格解釋,儘管這些藥物可能讓人們獲得更多的睡眠時間,但未必提高睡眠的品質。
2023年發表在《分子神經學前沿》上的綜述研究提到,很多抗失眠藥物可以減少睡眠時大腦的慢波活動階段。以通常用於治療失眠的苯二氮平類藥物為例:2023年發表的一項系統性回歸分析顯示,這類藥物雖然可能使人在主觀上覺得自己的睡眠品質得到改善,比如一覺到天亮,但其實它影響了睡眠結構。這類藥物使非快速動眼睡眠的中度睡眠時間增加,但減少了深度睡眠的時間。
芬蘭的較大型的病例對照研究指出,苯二氮平類藥物和相關藥物的使用,總體上與阿茲海默症的風險增加有關。
不晚睡有助類淋巴系統排廢物
正如之前介紹過的,類淋巴系統在睡眠周期中的深度睡眠時效率最高。這裡還有一個可以巧妙利用的事實:深度睡眠在頭幾個睡眠周期中(前半夜)相對較長;在後幾個睡眠周期(後半夜)中,深度睡眠時間逐漸變短,甚至不再出現。
這種微妙的變化,在一定程度上可以理解為,大腦將清理和修復作為優先事項來安排。
「類淋巴系統可能在睡眠的前半段工作得更多,因為這段時期包括較長的深度睡眠期 (N3),此時該系統的效率最高。隨著夜晚的推移和深度睡眠持續時間的縮短,類淋巴系統可能仍會發揮作用,但效率可能會降低。」中佛羅里達大學醫學院教授、伯內特生物醫學學院神經科學系主任菅谷公信(Kiminobu Sugaya)在接受《大紀元時報》採訪時介紹。
「為了讓類淋巴系統優化大腦的廢物清除,睡眠與身體的自然晝夜節律保持一致非常重要。」公信強調,早點睡覺有助於確保在夜間早期進入深度睡眠。
楊景端強調了和公信類似的觀點,「從生物學角度來看,最佳入睡時間應該與人體的晝夜節律相吻合,一般在晚上10點到11點之間。」但他也承認,現代生活節奏讓人們很難早睡。儘管如此,他建議最晚不超過12點入睡,否則可能影響大腦的修復功能。
加拿大註冊中醫師、針灸師,安大略省公立學院中醫教授劉新生(Jonathan Liu)在接受《大紀元時報》採訪時介紹,「睡眠的時序是一環扣一環的。」他解釋,按照中醫理論,晚9點~11點是準備睡眠的階段,身體在這段時間裡協調能量和傳遞信號,褪黑素的分泌量也上升。
但是有些人的情況可能特殊,榮格說,有些人的生理時鐘是延遲的——他們的褪黑激素的節律和睡眠開始時間比其他早起類型的人晚,因此他們喜歡晚睡、晚起。如果午夜之後才入睡,那麼9點以後起床,也有機會獲得充足的睡眠。
良好的心肺功能對於類淋巴系統很重要
心臟對血液的泵送能力和大腦動脈的搏動能力直接關係到類淋巴系統的效率。心臟每次跳動能泵送的血液越多,大腦血管的搏動能力越好,意味著可以有更多的腦脊液被泵入大腦組織而沖刷掉廢物。
但一些影響血液循環的疾病會降低這些作用。高血壓不利於類淋巴系統的運轉。因為血壓的升高雖然不改變血管的直徑,但是會改變血管的搏動,從而影響腦脊液的輸送。
體力運動可以促進心肺功能,穩定血壓。
科學家們後來還用即時磁針造影技術發現,呼吸也是類淋巴系統工作效率的一個重要因素。睡眠時,呼吸也驅動了腦脊液在類淋巴系統中的流動。呼吸較淺的人,胸內正壓會降低,從而降低顱內壓,這些不利於類淋巴系統的運轉。
因此,通過適當運動提高肺活量,在清醒時做一些深呼吸鍛練等,都有助於我們在睡眠時保持更好的呼吸,從而幫助類淋巴系統為大腦排出廢物。
側臥睡眠幫助類淋巴液流動
睡眠姿勢也會影響大腦廢物排出。
與仰臥或俯臥相比,側臥位的類淋巴運輸效率最高。俯臥影響腦血流量,還會增加交感神經的壓力,導致壓力激素分泌,抑制類淋巴系統工作。而側臥使交感神經的張力減弱,改善類淋巴液的流入。
與左側臥相比,右側臥時,心臟位置較高,有利於血液泵送,靜脈回流增加,這會增加心臟的工作效率,交感神經壓力也較低。
2019年發表的一項人體研究發現,神經退化性疾病(包括輕度認知障礙、阿茲海默症、路易體失智症、帕金森氏症)患者每晚仰臥睡眠多於2小時的情況明顯更普遍。研究人員猜測,重力會影響血液流出大腦的運動和分佈,因此頭部的位置可能會影響大腦中蛋白質清除的效率。
冥想打坐
還有一種方式可以有效提高類淋巴的功能並促進大腦的健康,這就是冥想打坐。
「有很多很好的證據表明,冥想可以幫助睡眠。 」榮格說,冥想能減少精神敏感和過度的緊張,讓人真正放鬆下來。
2022年發表的一項臨床試驗表明,基於正念的冥想顯著改善了老年人的睡眠時間和質量。在另一項稍早時候發表的隨機對照試驗中,冥想訓練還改善了白天的疲勞感和壓力。
壓力刺激會使身體產生一種壓力激素——去甲腎上腺素。這種物質使人容易從睡夢中醒來;它也會使大腦細胞外的空間收縮,給腦脊液的流動增加阻力,並抑制腦脊髓液的分泌,進一步抑制類淋巴功能。
一項前瞻性對照試驗顯示,心臟衰竭患者在經過12週的冥想練習後,血液中的去甲腎上腺素水平下降了43%,而對照組則沒有顯著變化。
此外,正念冥想也會增加大腦的血流量。 2022年發表的研究發現,平均年齡79歲的老人經過了8週的專業正念減壓冥想訓練後,大腦多個部位的血流量顯著增加,而且這種效果在休息時同樣存在。這些人的大腦也出現了積極的功能變化,與情緒調節、注意力和記憶相關的區域的連結性增強。
冥想也能提升肺功能。慢性肺栓塞患者在經過6週的包括呼吸、冥想和瑜伽的訓練後,肺活量、最大吸氣量和呼氣量都顯著提高。
「人們習慣將工作、娛樂,甚至健身目標放在充足的睡眠之前。」榮格說,「現在開始優先考慮睡眠還不算太晚。」◇
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責任編輯:林采楓