本文轉自：美國那些事兒
你睡著的時候，真的被洗了腦。
這次，波士頓大學的科學家們，史無前例地拍下了清洗過程：
紅色是血液，藍色是腦脊液。厲害的是從前沒有發現過，血液會周期性地大量流出大腦。每當血液大量流出，腦脊液就趁機發動一波攻擊。
腦脊液進入之後會清除毒素，比如導致阿爾茨海默病的β澱粉樣蛋白。
而這樣的清洗，只有在睡著後才能做到，讓人一覺醒來，擁有一個清爽的大腦；沒睡著的時候，腦脊液並沒有充分的機會趁虛而入。
另外，研究人員還發現了腦電活動和清洗過程之間的關係，也就是說腦電波指揮了液體運動。這項成果，剛剛登上了《科學》雜誌（Science）。
作者興奮地說：離揭示阿爾茨海默病和睡眠之間的聯繫，又近了一步。
而羅切斯特大學的神經科學家Maiken Nedergaard則不禁讚嘆：
這篇論文太棒了。
完全想不到，有人能夠真的證明，腦電活動是可以讓液體流動起來的，一顆賽艇。
所以，多睡一點吧，不要熬夜了。洗腦洗不完，說不定真的會變傻。
為何只有睡著才能洗腦？
當你睡著之後，大腦會經歷幾個不同的階段：
從輕度睡眠，到失去意識的深度睡眠，再到快速眼動 (REM) 睡眠，就是容易做夢的狀態了。
這項新的研究，是專注在非REM的階段，就是沒到要做夢的時候，也是對大腦保留記憶 (Memory Retention) 來說，非常重要的階段。
其實，2013年已經有研究證明了，在小鼠睡眠的過程中，大腦里像β澱粉樣蛋白這樣的毒素，是會被清除的。大腦用的清潔劑，叫做腦脊液。
問題是，到底怎麼清除的？為什麼只有睡覺的時候才能清除？
科學家們做了個實驗，讓13個人類帶上腦電帽，在核磁共振 (MRI) 機器里睡覺。腦電圖會顯示，一個人處在哪個睡眠狀態；而MRI會測量血氧水平，顯示有多少腦脊液流進流出。
然後發現了奇妙的現象：
大腦里的血氧濃度，出現了明顯的大周期變化。也就是說，血液會大規模、周期性地流出大腦。
這個時候，腦脊液就會趁機衝進大腦，把留給它的空間都填滿：
綠色是血液氧合信號，紫色是腦脊液信號
醒來之後，大周期不見了，腦脊液就沒辦法大量衝進大腦，完成有效的清洗：
論文的通訊作者Laura Lewis (簡稱「劉易斯」) 認為，這是因為睡眠過程中，大腦里的神經元們會開始同步活動，一起開，一起關。
之所以有這樣的推測，是因為腦電圖的數據顯示，有神經節律出現後，才發生了血液和腦脊液的流轉：
當大量神經元一同停止了激發，就不需要那麼多血液進去輸送氧氣，才給了腦脊液湧入的機會。
這樣，便有了我們在開頭看到的那副景象：
這個發現很重要，它告訴我們睡眠是一項非常特殊的功能：
我們醒著的時候，神經元們是不會同開同關的。所以，醒著的時候沒有辦法讓大腦的血量，下降到足夠低的水平。
只有睡著之後，大腦里沒有那麼多血液的時候，腦脊液才能自如地循環開來，清除像β澱粉樣蛋白這樣的代謝副產物。
下一步研究
根據布萊斯·曼德（Bryce A Mander）發表在Nature子刊上的論文，衰老和局部腦萎縮，就與非快速眼動（NREM）睡眠期間的慢波活動減少有關。
論文連結：https://www.nature.com/articles/nn.3324
這項研究指出，老年人的睡眠中斷，是大腦結構改變所致，會導致年齡相關的認知能力下降。
而現在，波士頓大學的這一新進展表明，慢波損耗與腦脊液流量減少有關。
下一步，他們會繼續探索衰老是如何影響人們睡眠時血液和腦脊液的流動的。
據劉易斯介紹，研究團隊計劃招募老年人參加下一次研究。
而研究推進過程中面臨的另一個難題，是腦電波，血液和腦脊液究竟是如何完美協同的。劉易斯表示：
我們觀察到，神經改變似乎總是首先發生，隨後血液從腦部流出，這之後腦脊液波動才會出現。
這項研究的深入，也給治療和預防像老年痴呆（阿爾茨海默症）、自閉症這樣的神經疾病開拓了新的治療思路。
此前，針對β澱粉樣蛋白的藥物開發頻頻陷入困境，但現在，科學家們指出，或許不著力於起作用的特定分子，而是著重增加「洗腦」的腦脊液總量，會成為有效的解決方案。
女科學家領銜
這篇Science論文的通訊作者，是波士頓大學工程學院生物醫學工程系的助理教授蘿拉·劉易斯。
2014年，她從麻省理工學院神經科學專業博士畢業。其研究方向是腦成像，神經動力學以及計算神經科學與信號處理等。
論文一作，則是劉易斯實驗室的成員妮娜·福爾茲（Nina Fultz）。
有趣的是，劉易斯實驗室的10位成員當中，絕大多數都是女性。
最近，介紹一本書《Why We Sleep》（我們為什麼睡覺）。
看書名似乎非常無聊沉悶，但是一旦翻開，絕對放不下手。
《Why We Sleep》的作者是一位名叫Matthew Waler的睡眠學專家，曾是哈佛醫學院教授，現在是伯克利大學心理學和神經科學的教授。
書的一開頭有這樣一段：
科學家們已經發現了一個可以讓你延長生命的革命性的新秘方。它能提高你的記憶力，增加你的魅力；讓你保持苗條，降低食慾；保護你不得癌症和老年痴呆；不讓你感冒和傷風；降低你心臟病、心梗和糖尿病的風險。你會感覺更快樂，不抑鬱、不緊張。你有興趣嗎？
Walker教授說：這個可以包治百病的良方，不是愛馬仕，而是「睡眠」。說起睡眠，我和我身邊沒有一個人不為其煩惱。而且，當今社會，幾乎百分之二百的人都是晚上睡不好，白天很疲倦（包括傳說中每晚只睡4個小時的歐巴馬總統）。看完了這本書，才明白晚上睡不好帶來的問題，絕對不僅僅是白天很疲倦，而是非常非常可怕的各種智力低下、生理疾病、心理障礙、性格缺陷，甚至有生命危險。關鍵在這些結論都不是憑空臆造，而是經過二十多年無數例的科學試驗得出的。以下是其觀點分享
01
睡眠裡面最重要的是NREM（不眨眼的深睡，主要功能是提高體質及免疫力）和REM（快速動眼的做夢睡眠，主要功能是提高大腦功能），這兩樣決定了睡眠質量。愛做夢的人睡眠質量高，而且夢做得越激烈，睡眠質量越好。因為只有處於深度睡眠時才能做這樣激烈的夢，而且越是深度睡眠時腦細胞越活躍，所以才會有那麼多浮想聯翩、富有創造性的夢。換句話說，睡覺愛做夢的人聰明，富有創造性。
02
只要一個晚上睡眠低於5小時，體內專門對付癌細胞的免疫Natural Killer細胞就會減少70%！所以，睡眠不足的人容易患腸癌、前列腺癌或乳癌。也許現代人得癌症的比例增加，並不僅僅是因為我們活得更久了。
03 睡眠不足會加速癌細胞的增長。同樣患腫瘤的小鼠，睡眠不足的相對睡眠足的，腫瘤增大速度快很多倍。最近，世界衛生組織已經將睡眠不足視為致癌因素。
04 睡眠比飲食和運動更重要。如果剝奪一個人的睡眠或食物、或運動24小時，睡眠傷害最大。
05
每晚睡眠少於6小時的45歲以上的人，比睡7-8小時的人得心梗和腦梗的機率高200%。
06
睡眠不足會變傻（因為REM不足影響腦細胞健康），容易得老年痴呆症。柴契爾夫人和里根總統都號稱自己每天只睡4-5小時，都得了老年痴呆症。
07
如果連續19小時不睡覺，人的腦力和體力狀態和醉酒是一樣的。所以，有些國家警察採用的無痕跡逼供的方法就是：不給犯人睡覺。因為超過40小時不睡覺的嫌疑人，基本上讓簽什麼字就簽什麼字，不求自由，只求睡覺。
08 喝咖啡是相當於在服用讓自己睡眠不足的藥物。所以，應儘量不喝咖啡或少喝咖啡。如果已經上癮、必須喝咖啡的話，那麼不要在睡前幾個小時喝，以免影響睡眠。
09 酒精不但不會幫助睡眠，而且影響睡眠。酒精（哪怕只有一點點）會扼殺REM睡眠，讓我們不會做夢。不做夢（沒有REM的睡眠）會嚴重影響智商；
10
我們晚上睡不好覺，一部分原因怪中央供暖和中央空調的恆溫環境，因為違背睡眠需要的自然環境。
11
鬧鐘影響心臟健康，特別是那種每隔五分鐘就會叫一次的Snooze功能鬧鐘，讓心臟在短時間內受到3-4次壓力，長此以往對心血管的影響很大。
12
夏日制（時間調早一兩個小時）是個非常愚蠢的制度。因為人們為此少睡一兩個小時，所以夏日制開始那一天，心肌梗塞、車禍等都大幅度增加。
13 睡眠不足影響性功能。每晚睡眠低於5小時的男人，比睡眠超過8小時的男人，睪丸明顯小很多，血液中睪固酮濃度降到十年後水平。女性缺乏睡眠則容易不孕或流產。
14
睡眠不足容易長胖，因為睡眠不足降低跟飽腹有關的荷爾蒙Leptin，提高跟飢餓有關的荷爾蒙ghrelin。
15 如果工作日睡眠不足，即使周末再怎麼多睡，也是補救不了的。
16
每一個致死的重大疾病，幾乎都和缺乏睡眠有關。而如果能讓病人好好睡一覺，很多健康問題都可以改善或解決。
論文地址：
https://science.sciencemag.org/content/366/6465/628
其他相關研究：
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3880190/
https://www.nature.com/articles/nn.3324