高質量睡眠不可替代！新研究發現睡得好，才能保護大腦認知功能

我們每個人都需要睡眠，但你是否曾想過，為什么我們每天要花近三分之一的時間在睡覺？近年來，一個令人興奮的發現是：睡眠，特別是深度睡眠或能通過促進腦脊液的流動，幫助大腦“清理垃圾”，從而保護我們的記憶和認知功能。

早在2012年，來自羅徹斯特大學的Maiken Nedergaard教授團隊就描述過這種特殊的大腦類淋巴系統，她發現攜帶著示蹤劑的液體會以一種“噴射”的形式穿過大腦組織。隨著腦脊液穿過神經膠質細胞協助構建的通道，大腦中的β-淀粉樣蛋白會隨之清除。

2023年，一項研究發現，在深度睡眠時，動脈會緩慢但是大幅度的收縮和舒張。此舉能夠加速大腦中的廢物排出；今年1月，一項研究發現去甲腎上腺素會刺激血管的振蕩變化，變相推動腦脊液的流動來實現清洗大腦的目的。

圖片來源：123RF

而就在最新的《美國科學院院刊》上，來自日本理化學研究所的科學家發現，深度睡眠時大腦對腦脊液的控制信號與淺睡眠、清醒時完全不同。深度睡眠能特異性地驅動腦脊液流動，加速腦脊液的“沖刷”效率。因此，延長深度睡眠時間對保護大腦具有不可取代的重要意義。

據論文介紹，研究者利用一種稱為稀疏功能性磁共振成像的技術，結合多導睡眠圖，成功在25名健康志愿者午睡期間同時記錄了大腦活動和腦脊液信號。他們發現，在深度慢波睡眠中，兩種典型的腦波——慢波和睡眠紡錘波——會引發腦脊液的規律性波動。

其中慢波是高振幅、緩慢振蕩的腦波，與記憶鞏固和大腦恢復密切相關；睡眠紡錘波是短暫爆發的快速振蕩，通常出現在深度睡眠中，與學習能力有關。

研究發現，這些腦波出現后，腦脊液信號會在幾秒內出現一個溫和而頻繁的峰值。相比之下，在淺層睡眠中，腦脊液的變化更慢、幅度更大、周期更長。

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如果用水泵作為比喻的話，在深度睡眠中，腦脊液變化周期短、頻率高、幅度小，像一個持續運轉的“輕柔水泵”。在淺層睡眠中，腦脊液變化周期長、頻率低、幅度大，更像是一個“偶爾發力”的水泵。這些變化僅僅由大腦的電信號驅動，與心跳、呼吸頻率、頭部運動都無關。

研究者認為，深度睡眠時持續的腦波活動驅動，形成頻繁而溫和的腦脊液波動，可能更有利于持續清除代謝廢物。

此外，監測結果還顯示，淺層睡眠更多激活感覺和運動區域，可能與外界刺激的監測有關。而深度睡眠激活前額葉、海馬體、紋狀體等與記憶、學習和內穩態調節相關的區域，因此深度睡眠對記憶儲存、認知修復等功能是必不可少的。

“白天在學習和記憶大腦網絡中積累了特定類型廢物，而深度睡眠時信號的快速、適度增加，可能與清除這些廢物過程有關。”研究的通訊作者Masako Tamaki博士表示。

參考資料：

[1] Makoto Uji et al, Human deep sleep facilitates cerebrospinal fluid dynamics linked to spontaneous brain oscillations and neural events, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2509626122

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