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作為一個資深熬夜患者，我推薦有熬夜習慣的讀者閱讀本文，然後努力做到早睡早起。科學已經證明了，早睡是大腦自我淨化的良藥。

神經科學家Jeff Iliff在TEDMED大會上的演講《一定要好好睡一覺，有一個重要的原因》：

睡眠佔用了我們一生三分之一的時間。但是有人真正知道睡眠是怎麼回事嗎？

兩千年前，古代名醫伽林提出，當我們醒著的時候，大腦的原動力（一種液體）會流動到身體所有其他部位維持它們的活力，但這卻使大腦枯竭；而在我們睡覺的時候，這些充滿了我們身體其他部位的液體會再回到我們的大腦，為大腦補充水分，並且使我們更有精神。

雖然這些觀點如今我們聽來很荒謬，但是根據自身的經驗，我們都知道如果我們睡覺了，我們的頭腦會變的清醒，如果沒有睡覺，大腦就會變糊塗。我們現在對睡眠的瞭解，比伽林那個時期多了很多，但是我們仍然不知道在我們所有的活動中，為什麼只有睡眠有這樣可以促使我們頭腦變得清醒的功能。

所以今天，我想給大家講一些近期的研究，可能會揭示這個問題的謎底。我們發現，睡眠實際上可能是滿足大腦的基本需求的一種優美簡潔的設計，從而大腦可以配合身體的高需求。

生物學，可以說都是在研究生物體中需要解決的一系列問題，以及相應的一系列解決方案。每個器官解決的首要問題就是提供持續不斷的營養去供應身體的所有細胞。對大腦來說，這是至關重要的，它巨大的電波活動用盡了身體整個能量供應的四分之一，哪怕大腦僅僅佔據了人體重量的百分之二。所以這個循環系統通過血管的傳輸，將營養和氧氣送到身體的每一個角落來解決我們身體營養供應的問題。

就在每一個細胞消耗營養的同時，每個細胞也都會產生相應的垃圾和廢物。那麼，這些廢物的清除就成為了每個器官要解決的第二個基本問題。

這個圖片展示了通過演變來達到這種需求的系統——淋巴系統，它是貫穿整個身體的，第二套網絡系統淋巴管從細胞之間的間隙中得到蛋白質和其他垃圾，然後收集這些蛋白質和垃圾，將它們卸到血液中去處理。

可是大腦中沒有淋巴管！

沒道理，是吧？大腦是那麼活躍的一個器官，它產生大量的廢物，這些垃圾必須要被及時、有效地清理掉。然而大腦中卻沒有淋巴管，那就意味著身體的其他部位清除垃圾廢物的途徑在大腦中不適用。

那麼，大腦是怎樣解決它的垃圾清理問題的呢？

這個看上去普通的問題就是我們團隊最初做這個項目的原因。我們發現，當我們深入到大腦中，一直深入到神經元和血管，去尋找大腦解決垃圾清理的問題的機制時，得到的結果是出乎我們意料的。

我們發現的東西很特別又很美麗。

我們的大腦有一個區域，裡面裝滿了乾淨透明的液體，那種液體叫做腦脊液我們簡稱CSF（腦脊液）。

CSF（腦脊液）填充了大腦周圍的空間。來自大腦中的廢物從大腦中出來，到達CSF（腦脊液）中，CSF和廢物一起卸下，進入血液。照這樣，聽起來這明明就像一個淋巴系統嘛。但有趣的是，從大腦中出來的液體和廢物不是隨意地滲透到CSF的區域中，相反，有一個專門的管道網絡來組織和促進這個過程。

你可以從視頻中看到，CSF（腦脊液）沿著血管外壁，流回了大腦中，並且在它沿著這些血管流向大腦的同時，它正在忙於將廢物從這些腦細胞的間隙中帶走。如果你仔細想想就會發現利用這些血管外壁真的是一個巧妙的設計。因為大腦在一個堅硬的頭骨中是封閉的，並且裡面裝滿了細胞。所以在大腦中已經沒有空餘的位置留給第二套像淋巴系統那樣的管路，然而這些血管卻從大腦的表層延伸出來到達大腦中的每一個獨立的細胞，這也就意味著，腦脊液只要沿著這些血管的外壁流動就可以輕易到達大腦中。

所以這就是，安排一套血管去代替第二套如淋巴管一樣功能的一種巧妙辦法。這樣就不需要那另外的一套淋巴管了。更神奇的是，沒有其他任何一種器官具有這種清理細胞之間廢物的功能。這是大腦所獨有的設計。

但是，剛剛我所講的這一切當中，最最讓我們感到驚奇的是——大腦中所有這些液體的工作狀態，只出現在睡眠時！

視頻中的左圖顯示了在一隻醒著的老鼠的大腦中有多少腦脊液在流動—— 幾乎沒有。然而同樣是這隻老鼠，如果我們稍等一下，右圖中等到它睡著，我們就可以看到腦脊液在大腦裡快速地流動，同時我們發現，在大腦即將睡著的時候腦細胞看起來變小了，這樣，細胞之間就產生了空隙，這些空隙得以讓腦脊液流動，也讓廢物被清除了。

這樣看起來，伽林提出的“人睡覺時大腦中會有液體流動”的想法，應該是正確的思路。2000年後，我們自己的研究證明了大腦清醒時所發生的一切。在大腦緊張工作時，它一直將清理那些細胞空隙間的廢物的工作推遲。然後，在大腦要睡覺時，就切換到了“清理模式”，開始清理腦細胞間隙之間已經積累了一天的廢物。所以這有點像我們在周內工作的時候，沒有時間做家務，於是將家務推遲了，等週末到了，我們就會把所有要做的家務都做好。

到現在，我們已經說了很多關於廢物清理的事，但是我還沒有具體介紹 廢物的種類—— 那些為了保持我們健康，大腦必須要清理的廢物——的種類。

近期的研究關注最多的廢物是澱粉樣β蛋白，這是一種大腦始終會產生的蛋白質。就在此刻，我的大腦就正在產生澱粉樣β蛋白，你的也是。 但是患有老年痴呆症的人，在他們腦細胞的間隙中澱粉樣β蛋白生成、聚集，不能被及時清除。澱粉樣β蛋白的累積是形成這種疾病的關鍵步驟。

所以我們測量了大腦在清醒狀態下澱粉樣β蛋白的清理速度與大腦沉睡時的清理速度，進行對比。我們發現在睡眠中的大腦澱粉樣β蛋白的清除速率更快。

那麼，如果睡眠是大腦進行廢物清理的關鍵步驟，那麼這就會奇蹟般地改變我們對睡眠、澱粉樣β蛋白和老年痴呆症的認識。一系列臨床試驗證明，在那些老年痴呆症還不是很嚴重的患者中，睡眠質量和睡眠時間的惡化，與大腦中澱粉樣β蛋白的集聚有著很大的關係。

然而，值得指出的是這些研究沒有證實睡眠的缺乏或者低質量的睡眠會引起老年痴呆症。但明確指出瞭如果大腦不及時清理廢物（如澱粉樣β蛋白）來維持它自身的清潔，很可能會促進像老年痴呆症這樣的病症的發展。

那麼，這個新的研究告訴我們，也就是我現在要告訴你們每個人的：

我們每晚都在睡覺，但是我們的大腦卻從未休息過。雖然我們的身體看起來不動了，但是我們的思維卻在到處夢遊。大腦的這些組織始終在辛苦地工作，保持這個及其複雜的“機器” 的清潔。就好像家務是一份髒兮兮、費力不討好的工作，但是卻是那麼重要。如果你有一個月都不打掃你的廚房，很快你的家就會變得不適合居住。但是如果換作大腦，拖延“不做家務”的結果，將會比不清理廚房檯面的結果要嚴重得多。因為對於大腦來說，不清理的後果會危及我們思維、身體的健康與功能。

今天我們大腦所做的這些基礎的、“家務”一般的苦差事，可能對防止與治療明天的精神疾病具有重要的意義。

講者

神經科學家Jeff Iliff

俄勒岡健康與科學大學的麻醉和圍術期醫學教授，曾作為羅切斯特大學醫學中心的團隊中的一員，參與發現了大腦清理系統（命名為“腦部類淋巴系統”）

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