一項(xiàng)探索性研究顯示，深度睡眠期間大腦的腦脊液（CSF）脈動(dòng)，這似乎與腦電波活動(dòng)和血流有關(guān)。
波士頓大學(xué)工程學(xué)院的勞拉·劉易斯（Laura Lewis）博士報(bào)道，大約每20秒就會(huì)出現(xiàn)一次流入腦的CSF振蕩，并與血流和腦電圖（EEG）慢波的功能磁共振成像（fMRI）信號(hào)緊密耦合，他和其他合著者一起在《科學(xué)》雜志中首次描述了這項(xiàng)活動(dòng)。
劉易斯在一份聲明中說(shuō)：“一段時(shí)間以來(lái)，我們已經(jīng)知道神經(jīng)元中存在這些活動(dòng)的電波。” “但是在此之前，我們還沒(méi)有意識(shí)到CSF中實(shí)際上也有波瀾?！?/p>
他補(bǔ)充說(shuō)：“這是一個(gè)巨大的影響?！?“現(xiàn)在，我們只需看一眼大腦區(qū)域，即可立即讀出某人的大腦狀態(tài)?！?/p>
睡眠期間，大腦顯示出大規(guī)模的波動(dòng)：血液中的氧合波動(dòng)（紅色），然后是腦脊液波動(dòng)（藍(lán)色）。
該發(fā)現(xiàn)可能對(duì)包括阿爾茨海默氏病和老年癡呆癥在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病有影響。最近的研究表明，tau和淀粉樣蛋白β水平與睡眠有關(guān)，非快速眼動(dòng)睡眠中的慢波活動(dòng)與阿爾茨海默氏病的病理學(xué)成反比。
丹麥哥本哈根大學(xué)的索倫·格魯布（Soren Grubb）博士和醫(yī)學(xué)博士馬丁·勞里岑（Martin Lauritzen）均在隨附的社論中指出：“慢波睡眠通常會(huì)伴隨衰老，嚴(yán)重的抑郁癥和癡呆癥?！?/p>
Grubb和Lauritzen寫道：“評(píng)估與慢波睡眠有關(guān)的CSF動(dòng)態(tài)是否可以用作疾病狀態(tài)的生物標(biāo)志物，以及恢復(fù)慢波睡眠的策略是否可以拯救神經(jīng)變性的腦功能，這將是有趣的。”
在他們的研究中，Lewis及其同事在睡眠中同時(shí)測(cè)量了13位年輕人中血氧水平依賴性（BOLD）fMRI動(dòng)態(tài)，EEG和CSF流量。他們以快速的速度采集了fMRI數(shù)據(jù)以檢測(cè)流體的流入：到達(dá)成像體積邊緣的新鮮流體具有很高的信號(hào)強(qiáng)度，因?yàn)樗€沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)射頻脈沖。
在慢波睡眠期間，EEG，BOLD和CSF信號(hào)顯示特定的時(shí)序，在BOLD信號(hào)和CSF波之前出現(xiàn)神經(jīng)節(jié)律。劉易斯說(shuō)：“神經(jīng)變化似乎總是首先發(fā)生，然后是血液從頭部流出，然后是腦脊液波動(dòng)?！?她指出，目前尚不清楚波之間是如何相互關(guān)聯(lián)的，但一種解釋可能是，神經(jīng)元關(guān)閉時(shí)，它們不需要那么多的氧氣，因此血葉和CSF會(huì)迅速流入以維持大腦的壓力。她說(shuō)：“但這只是一種可能性。”
研究人員指出，這些結(jié)果解決了睡眠神經(jīng)生理學(xué)中有關(guān)腦脊液和廢物清除的關(guān)鍵問(wèn)題。他們寫道：“已經(jīng)提出了神經(jīng)血管偶聯(lián)有助于清除，但為何在睡眠期間會(huì)導(dǎo)致較高的清除率尚不清楚。” “我們的研究表明，與其他生理因素相結(jié)合，緩慢的神經(jīng)和血液動(dòng)力學(xué)振蕩可能是造成這一過(guò)程的原因?！?/p>
研究小組建議，對(duì)動(dòng)物的研究可以檢驗(yàn)因果關(guān)系。由于這項(xiàng)研究的對(duì)象年齡在23至33歲之間，因此研究人員計(jì)劃招募老年人，以觀察衰老如何影響睡眠期間的血液和腦脊液流量。
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