Nature：睡眠不是浪費時間

　　根據Nedergaard和同事最近進行的研究，廢物通過圍繞神經細胞(被稱為間隙液體)的流體與腦脊液(CSF，填充了腦室與蛛網膜下池，并最終被排入血液)之間的對流交換被清除出大腦。在一項在小鼠體內開展的新研究中，相同的研究小組發現，與清醒相比，睡眠期間有更多此類的交換，從而意味著睡眠的一個重要功能可能是從大腦中清除廢物。

　　作者利用雙光子成像跟蹤了通過小腦延髓池(一個接收來自第四腦室腦脊液的小池)中的一個套管灌輸到CSF中的熒光示蹤劑的路徑，并監測了示蹤劑在清醒、睡眠以及麻醉小鼠中的流動。在所有的試驗中，研究人員利用腦皮層電圖和肌電圖感應了小鼠大腦的狀態。在睡眠以及麻醉的小鼠中，示蹤劑沿著動脈周和薄壁組織周的空間流入薄壁組織，但這種示蹤劑流入在清醒的小鼠中減少了90%。

　　作者假設，清醒期間CSF流動的減少可能緣于胞間隙體積的一種減少。事實上，對小鼠胞間隙體積的定量研究表明，與睡眠或麻醉時相比，其在清醒時減少了40%。這一發現表明，胞間隙在清醒時的收縮可能增加了對對流液體運動的抵抗，進而抑制了CSF流動。

　　為了確定這一發現的功能相關性，作者研究了來自間隙液體的淀粉體-β——阿爾茨海默氏癥中淀粉樣蛋白班的主要成分——的清除是否隨著大腦的狀態而變化。他們注射了用放射性同位素標記的淀粉體-β(125I-Aβ1-40)進入清醒、睡眠和麻醉小鼠的皮質，并發現在睡眠和麻醉的情況下，125I- Aβ1-40清除的速度是清醒時的兩倍。他們在一種惰性示蹤劑的清除上也發現了類似的差異，表明廢物的一般移除在清醒時效率較低。

　　由于覺醒與去甲腎上腺素系統的活化有關，因此作者評估了是否這就是驅使胞間隙在清醒時收縮的原因。一種腎上腺素拮抗物對清醒小鼠的輸入，無論是在小腦延髓池還是更局部的皮質表面，都導致了一種熒光CSF示蹤劑和間隙體積分數對應含量的增加，這與在睡眠小鼠中觀察到的結果類似。

　　這些在小鼠中發現的驚人結果有待于在其他動物中得到復制，其中也包括人類。如果得到證實，睡眠與提高通過CSF的大腦廢物清除有關的發現不但為睡眠的“維護”理論提供了支撐，同時也代表了一種非常特別的維護功能。