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研究:大脑如何进行自我清理?

2026-01-27 15:36阅读:
撰文:安娜·马泰奥 20241021
研究:大脑如何进行自我清理?
这张未经注明日期的照片,由俄勒冈健康与科学大学于202410月提供,照片中是伊琳 山本博士(左)和胡安 片提诺博士,他们使用特殊成像技术发现了人类大脑用于清除废物的,长久怀疑存在的通道。(Christine Torres Hicks/OHSU via AP
对人类大脑的罕见观察,可能有助于解释它如何清除废物。科学家表示,清除这些废物的失败,可能导致阿尔茨海默病和其他脑部疾病。
脑细胞消耗大量营养,这意味着它们会产生大量废物。科学家们认为,大脑有特殊结构用来清除这些细胞垃圾,尤其是在睡眠期间。他们曾报告观察到这一过程发生在小鼠身上,但尚无明确证据表明这一过程同样发生在人类身上。
最近发表的研究似乎发现了一个系统或网络,在活体人类的大脑中存在非常小的废物清除通道。研究人员使用一种特殊的成像技术来研究这个网络,其中一位研究人员是俄勒冈健康与科学大学的胡安·皮安蒂诺博士。皮安蒂诺表示,这项新研究是重要的证据。
“我们需要这块证据来说明这在人类身上也同样发生,他说。 他的团队最近在《美国国家科学院院刊》上发表了研究成果。大脑在睡眠期间非常活跃,在睡眠时间,大脑似乎会自我清洁。 这一想法引起了研究人员的关注。缺乏良好的夜间睡眠会导致人的思维不清晰,但持续缺乏睡眠被认为会增加患脑部疾病痴呆的风险。 大脑是如何自我清洁的呢?12 年多前,罗切斯特大学的科学家首次报道,发现了一个他们称之为脑淋巴系统的网络。大脑中的液体,称为脑脊液,会通过包绕血管的通道流动,将废物带出大脑。
β-淀粉样蛋白是与大脑问题相关的物质,包括阿尔茨海默病。当科学家向小鼠体内注射β-淀粉样蛋白时,这种物质在动物睡觉时会更快地离开大脑。
目前尚不清楚这个系统具体是如何运作的。然而,一些研究表明,血管的运动可能有助于将清除废物的液体,输送到需要去的地方。
在人类身上发现这个系统并不容易。常规的核磁共振成像(MRI),可以显示一些充满液体的通道。但片提诺表示,这些扫描并不能显示它们的功能。
为了进一步了解,他在俄勒冈健康与科学大学的团队,向五位患者体内注射了一种叫做示踪剂的物质。在MRI扫描过程中,这种示踪剂会发光2448小时后,可以看到示踪剂沿着脑内的通道流动,就像之前在小鼠实验中观察到的一样。
罗切斯特的梅肯.内德哥德博士预测,这项研究将提高人们对大脑废物清除与健康之间关系的兴趣。
但为了测试更好的睡眠或其他治疗,是否真的能够增加废物清除并改善健康,研究人员必须能够测量人体的脑淋巴系统功能,华盛顿大学的杰夫.艾力夫博士说。他曾帮助领导废物清除研究,问题在于新研究是否可能指出,测量这一过程的方法。
睡眠并不是唯一的问题。例如,动物研究显示,一种现在用于治疗创伤后应激障碍(PTSD)的降压药,可能改善脑淋巴清除功能。艾力夫和伊莱恩 佩斯金德博士计划在一组患者中研究这种药物。
健康人群中还需要更大规模的研究。
此外,曾在人体中使用示踪化学物质的片提诺希望找到一种更简单、无创的方法来跟踪废物清除。
我们不能通过给人注射来研究所有问题,他说。

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