睡覺的時候如何洗腦？

大腦裡的細胞會會不斷產生代謝物，也就是垃圾，而過多的垃圾堆積可能會增加阿茲海默症和其他神經退化性疾病(neurodegenerative diseases)的風險。 之前有研究發現，大腦有一套洗腦系統用來清掉腦部的垃圾，稱為 glymphatic system，而睡眠期間洗腦比在清醒時更有效率。這些發現對於尋找治療，甚至預防阿茲海默症和其他神經退行性疾病的新方法非常有幫助。此外，這些發現還可以協助我們更有效地將藥物傳送到腦部。

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大腦的垃圾是沿著大腦血管周圍的專門通道清除的，血管周圍空隙(perivascular spaces, PVS)是腦部液體和溶質運輸的重要通道，使大腦可以在睡眠期間高效地清除廢物，但是為什麼睡眠期間血管周圍液體的流動會增強並不清楚。挪威奧斯陸大學的研究團隊利用 two-photon 成像技術觀察自然睡眠中的老鼠，發現老鼠在睡覺時，腦部血管會呈現一定的擴張和收縮模式，尤其是動脈，而在清醒老鼠的大腦裡並沒有觀察到這樣的現象，說明大腦可能在睡覺時，透過這樣的擴張與收縮使血管周圍的液體得以把腦中的垃圾清掉。

睡眠週期大致分為四個階段，N1, N2, N3 和快速動眼期(REM, rapid eye movement)，N1-N3 皆為 NREM (non-REM)。一個睡眠週期約 90 到 110 分鐘，通常一個晚上會經過 4 到 6 個週期。睡覺時，大腦會先進入 N1，約一至七分鐘。之後進入 N2，肌肉漸漸放鬆，心跳減緩，體溫降低，腦波會開始變慢，大約 10 到 25 分鐘。接著，進入 N3，也就是深層睡眠(deep sleep)，這時候腦波很慢(delta wave)，又稱為 slow-wave sleep (SWS)，大約 20 到 40 分鐘。再來是快速動眼期，就是做夢的階段，大約 10 到 60 分鐘。之前大家都以為只有深層睡眠才能清除腦部垃圾，但在這項研究中，他們發現腦血管在整個睡眠周期的每個睡眠階段，包括深層睡眠、REM 睡眠和中間短暫的清醒，都有其獨特的收縮和擴張模式。



在深度睡眠期間，動脈緩慢擴張和收縮，但當老鼠轉入 REM 睡眠時，這些振盪會變小，而動脈則慢慢擴張。進入 REM 睡眠期後，動脈會保持擴張，然後睡眠週期結束時快速收縮到入睡前的大小，這樣的收縮也發生在我們睡眠中的短暫清醒期間。這些與睡眠週期有關的動脈擴張和收縮會影響腦血管周圍運送液體和分子的通道，這些通道會隨著血管的變化而變寬和變窄，解釋了為什麼腦中垃圾的清除在睡眠和清醒狀態下會有所不同。

睡覺對大腦來說絕對是 Z > B，大家務必要多多睡覺。



Article:

Technology Networks | A Beneficial Type of "Brainwashing" Happens While You Sleep


Paper:

L Bojarskaite, A Vallet, DM Bjørnstad et al. Sleep cycle-dependent vascular dynamics in male mice and the predicted effects on perivascular cerebrospinal fluid flow and solute transport. Nat Commun (2023) doi: 10.1038/s41467-023-36643-5