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美国正开发一种电子“睡帽”!科学家首次拍到:人睡着时清洗大脑全过程​!

美国研究人员正开发一种电子“睡帽”,

可监测并促进大脑清除废物


10月2日消息 根据外媒 SlashGear 消息,美国莱斯大学神经工程计划的研究人员,近期研发了一种头戴式设备。在睡眠时佩戴这顶“帽子”,能够监测大脑中脑脊液的流动,同时还能够促进这种液体的流动来辅助清除大脑中的废物。这种设备能够帮助用户获得更好的睡眠,美国军方对此比较感兴趣,因为它能够提高士兵的睡眠质量,有助于在白天保持清醒。


这款睡帽包含一个类似泳镜的装置,在大脑的不同位置放置有电极,脑后是一个电池组以及控制电路。



据了解,对于人类等生物来说,睡眠的作用不可替代,缺乏睡眠会导致注意力不集中,反应变慢,引发疾病等。目前科学界普遍的观点是,睡眠过程能够促进脑脊液在大脑中的流动,有助于清除日常运转产生的自由基、废弃物、错误折叠的蛋白质等。如果大脑的废物没有被及时清除,长期以后可能会导致阿尔茨海默症(老年痴呆)。

研究人员的目标,是开发出一种非侵入的设备,不仅能够准确监测大脑的清洁过程,还可以促进这一过程。美国国防部希望研究人员制造出一种设备,可以使士兵在睡眠时佩戴,以确保睡眠质量,目的是提高他们在清醒时的大脑表现。目前研究团队已经得到美国国防部的资助,将在几年的时间内开发出一款原型产品。


(IT之家)


科学家首次拍到:人睡着时清洗大脑全过程!

熬夜会变傻终于有科学依据了



你睡着的时候,真的被洗了脑。


这次,波士顿大学的科学家们,史无前例地拍下了清洗过程:



红色是血液,蓝色是脑脊液。厉害的是从前没有发现过,血液会周期性地大量流出大脑。每当血液大量流出,脑脊液就趁机发动一波攻击。


脑脊液进入之后会清除毒素,比如导致阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白。


而这样的清洗,只有在睡着后才能做到,让人一觉醒来,拥有一个清爽的大脑;没睡着的时候,脑脊液并没有充分的机会趁虚而入。


另外,研究人员还发现了脑电活动和清洗过程之间的关系,也就是说脑电波指挥了液体运动。


这项成果,刚刚登上了Science。


作者兴奋地说:离揭示阿尔茨海默病和睡眠之间的联系,又近了一步。


而罗切斯特大学的神经科学家Maiken Nedergaard则不禁赞叹:


这篇论文太棒了。


完全想不到,有人能够真的证明,脑电活动是可以让液体流动起来的。


所以,多睡一点吧,不要熬夜了。洗脑洗不完,说不定真的会变傻。






为何只有睡着才能洗脑?


当你睡着之后,大脑会经历几个不同的阶段:


经过入睡时期,浅睡时期,再到熟睡期和沉睡期,我们就会进入快速眼动 (REM) 睡眠期了,也就是容易做梦的一种状态。


而科学家把前四个阶段合称为“非快速眼动期”。这项新的研究,正是专注在非REM阶段,这是一个对大脑保留记忆 (Memory Retention) 来说非常重要的阶段。


其实,2013年已经有研究证明了,在小鼠睡眠的过程中,大脑里像β淀粉样蛋白这样的毒素,是会被清除的。大脑用的清洁剂,叫做脑脊液。


问题是,到底怎么清除的?为什么只有睡觉的时候才能清除?


科学家们做了个实验,让13个人类带上脑电帽,在核磁共振 (MRI) 机器里睡觉。脑电图会显示,一个人处在哪个睡眠状态;而MRI会测量血氧水平,显示有多少脑脊液流进流出。


然后发现了奇妙的现象:


大脑里的血氧浓度,出现了明显的大周期变化。也就是说,血液会大规模、周期性地流出大脑。


这个时候,脑脊液就会趁机冲进大脑,把留给它的空间都填满:


绿色是血液氧合信号,紫色是脑脊液信号


醒来之后,大周期不见了,脑脊液就没办法大量冲进大脑,完成有效的清洗:



论文的通讯作者Laura Lewis (简称“刘易斯”) 认为,这是因为睡眠过程中,大脑里的神经元们会开始同步活动,一起开,一起关。


之所以有这样的推测,是因为脑电图的数据显示,有神经节律出现后,才发生了血液和脑脊液的流转:



当大量神经元一同停止了激发,就不需要那么多血液进去输送氧气,才给了脑脊液涌入的机会。


这样,便有了我们在开头看到的那副景象:



这个发现很重要,它告诉我们睡眠是一项非常特殊的功能:


我们醒着的时候,神经元们是不会同开同关的。所以,醒着的时候没有办法让大脑的血量,下降到足够低的水平。


只有睡着之后,大脑里没有那么多血液的时候,脑脊液才能自如地循环开来,清除像β淀粉样蛋白这样的代谢副产物。


所以,如果你经常熬夜,大脑就得不到清洗,那你真的会慢慢“变傻”。


别再熬夜了。


来源:通往知识之路(ID:tongwangzhishishizhilu)

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