發(fā)布日期：2017-11-01

你昨晚睡了多久？上周又睡了多長時間呢？這問題的答案可能與你未來的精神健康息息相關(guān)。

全球有超過4400萬阿爾茲海默病患者，我的家人也位列其中。這種疾病對健康、經(jīng)濟和個人造成的影響是驚人的。隨著人類壽命的增長，這個數(shù)字還在持續(xù)攀升，但與此同時，總睡眠時間的減少也在其中起到了不可忽視的作用。

作為一個睡眠科學(xué)家，我在幾年前開始對睡眠和阿爾茲海默病之間的聯(lián)系產(chǎn)生了興趣。我的發(fā)現(xiàn)很驚人：睡眠缺乏導(dǎo)致的認知功能下降與阿爾茲海默病的癥狀相似，而睡眠充足與否是導(dǎo)致一個人未來會不會患阿爾茲海默病最重要的因素之一。這一發(fā)現(xiàn)帶來的影響是巨大的，它迅速填補了我們對阿爾茲海默病認知的空白，現(xiàn)在我們意識到，睡眠也可以用于診斷、治療、甚至預(yù)防阿爾茲海默病。

蛋白堆積和記憶衰退

隨著年齡的增長 ，我們睡眠的質(zhì)量越來越差，尤其是深度非快速動眼睡眠（NREM）總時長會變短。而不幸的是，非快速動眼睡眠正是大腦用來鞏固新記憶、防止遺忘的睡眠階段。

如果我們檢測阿爾茲海默病患者的睡眠，就會發(fā)現(xiàn)他們的深度睡眠障礙現(xiàn)象顯著，甚至在他們表現(xiàn)出癥狀的前幾年，這種睡眠問題就出現(xiàn)了。這表明它可能是阿爾茲海默病的早期信號，甚至是致病原因。病人被確診之后，隨著病情的發(fā)展，睡眠障礙的程度也會逐漸加深，這進一步印證了兩者之間的聯(lián)系。

然而，直到近幾年我們才發(fā)現(xiàn)這種聯(lián)系不僅僅只有相關(guān)性。雖然還有很多因素有待進一步了解，但我們已經(jīng)認識到，睡眠障礙和阿爾茲海默病之間呈現(xiàn)一種互為誘因、相互加速的狀態(tài)。

阿爾茲海默病與一種毒蛋白（β-淀粉樣蛋白，amyloid β-protein）的堆積有關(guān)，它們成塊或成斑地在大腦里堆積。淀粉樣蛋白斑塊對腦細胞是有毒的，會讓它們喪失功能直至死亡。奇怪的是，這種蛋白只攻擊大腦的特定區(qū)域，其他區(qū)域則安然無恙，此中機制至今無人能解答。

阿爾茲海默病（右）與β-淀粉樣蛋白的堆積有關(guān)

最讓我震驚的是，無論在阿爾茲海默病的早期還是晚期，這種淀粉選擇攻擊的區(qū)域都是大腦前額葉的中部。如果你把你的手指放在鼻梁上，然后向上移動約5厘米，你就會找到前額葉中部的位置了。這個位置與深度非快速動眼睡眠的腦電活動息息相關(guān)。

早在2007年，我就想知道，阿爾茲海默病患者中出現(xiàn)的這種深度非快速動眼睡眠受干擾的現(xiàn)象，會不會是因為疾病會侵蝕特定腦區(qū)，而這些腦區(qū)正是調(diào)控睡眠的關(guān)鍵。于是我們在位于加州大學(xué)伯克利分校的睡眠研究中心開始了探索：“睡眠可以用來預(yù)測人們幾十年后患阿爾茲海默病的風(fēng)險嗎？”

十年后，我們檢測了數(shù)百位65-90歲的老人，他們的大腦中都有不同程度的淀粉樣蛋白堆積。我們發(fā)現(xiàn)：前額葉中部的淀粉樣蛋白堆積越多，深度睡眠的質(zhì)量就越受影響。更重要的是，淀粉樣蛋白斑塊對中老年人的影響并不只是深度睡眠缺失那么簡單，它甚至剝奪了深度非快速動眼階段的慢腦電波。這種特異性的睡眠缺失告訴我們，腦中的毒性淀粉樣蛋白堆積并不僅僅是“普通老齡化”的過程，而是一種疾病特征。

了解到這一點后，我的研究重心就轉(zhuǎn)移到了疾病診斷上。既然疾病影響了腦電活動，我們就考慮是否可以用腦電波里這種特殊頻段的缺失來篩查阿爾茲海默病的潛在危險人群，這樣就可以在發(fā)病前幾年甚至前幾十年發(fā)現(xiàn)他們。如果睡眠中腦電波頻段缺失確實是一種早期危險信號，我們就可以用相比大腦成像更廉價、更無損的睡眠監(jiān)測來篩查大量人群，提前進行醫(yī)學(xué)干預(yù)。

基于這些發(fā)現(xiàn)，我們開始尋找阿爾茲海默病里另一塊缺失的拼圖：堆積的毒性淀粉樣蛋白斑塊是如何導(dǎo)致記憶衰退的？

我們知道毒性淀粉樣蛋白斑塊只在特定腦區(qū)堆積。但神奇的是，大腦中行使記憶功能的重要組織，海馬體，幾乎不受到這種攻擊。那么毒性淀粉樣蛋白堆積是如何導(dǎo)致患者的記憶消退的呢？這個問題一直困擾著科學(xué)家們。

睡眠不足是幕后黑手

在我看來，睡眠障礙就是這個問題中缺失的一環(huán)。我們知道在健康的年輕人中，深度非快速動眼睡眠慢腦電波開啟了“保存”按鈕，幫助我們鞏固新知，也幫助我們重拾過去的經(jīng)歷。

如果在阿爾茲海默病中，淀粉樣蛋白阻礙了深度非快速動眼睡眠，那么或許這種睡眠障礙就是阻礙老年人儲存記憶的罪魁禍?zhǔn)祝?/p>

為了測試這個想法，我們做了一個實驗：讓老年阿爾茲海默病患者記憶一系列的新知識，他們腦中淀粉樣蛋白堆積程度存在差異。第二天早上，在記錄了他們一夜的睡眠情況之后，我們檢測了他們的睡眠對記憶這些新知識發(fā)揮的作用。

我們發(fā)現(xiàn)大腦前額葉中部淀粉樣蛋白堆積最多的人，深度睡眠損失程度最嚴重，他們對新知識的記憶和儲存狀況也最差。一夜之間，他們就遺忘了這些知識。所以，深度非快速動眼睡眠障礙就是一個隱藏的中介，把淀粉樣蛋白堆積和記憶缺失聯(lián)系了起來。

但是，這只是故事的一半，而且只是次要的一半。我們的研究顯示了阿爾茲海默病里淀粉樣蛋白斑塊可能與深度睡眠的缺失有關(guān)，但睡眠的缺失是否真的會導(dǎo)致淀粉樣蛋白在大腦中的堆積呢？如果答案是肯定的，我們將被迫接受這個殘酷的事實：日復(fù)一日、年復(fù)一年的睡眠不足，將會導(dǎo)致淀粉樣蛋白在大腦中加倍堆積，并最終增長你患阿爾茲海默病的風(fēng)險。

在我們進行研究的同時，紐約羅徹斯特大學(xué)（University of Rochester）的Maiken Nedergaard做出了近幾十年來睡眠研究中最驚人的發(fā)現(xiàn)之一。通過研究小鼠，Nedergaard發(fā)現(xiàn)大腦中存在一種廢料處理系統(tǒng)——類淋巴系統(tǒng)。這個系統(tǒng)由圍繞著神經(jīng)細胞的并釋放電流的膠質(zhì)神經(jīng)細胞組成。就像淋巴系統(tǒng)負責(zé)排出身體里的有害物質(zhì)一樣，類淋巴系統(tǒng)用腦脊液收集并分解神經(jīng)細胞工作后產(chǎn)生的有害的代謝廢物。

雖然類淋巴系統(tǒng)在白天也很活躍，Nedergaar和她的團隊發(fā)現(xiàn)，在深度非快速動眼睡眠中，這個清潔系統(tǒng)最為活躍，這一過程中大腦排出的廢物是白天的10到20倍。我們可以把它看作夜間的強力凈化。

如果這還不夠驚人，Nedergaar做出了第二個發(fā)現(xiàn)，解釋了為什么腦脊液在夜間可以尤其活躍地排出代謝廢物。在深度非快速動眼睡眠中，大腦中膠質(zhì)細胞的體積比白天縮小了60%。這給腦脊液留出了更大的空間來清除代謝廢物。你可以把膠質(zhì)細胞想象成一座會在夜間縮小體積的神奇大樓。每天夜里，當(dāng)這座大樓的體積縮小之后，清潔工們就能更方便地接觸到白天產(chǎn)生的垃圾，然后帶著高壓水槍，把角角落落都洗個干凈。

類淋巴系統(tǒng)就是大腦的“下水道” 圖片來源 https://www.psychologytoday.com

這與阿爾茲海默病有什么關(guān)系？Nedergaar發(fā)現(xiàn)夜間被類淋巴系統(tǒng)沖洗掉的有毒垃圾里包括淀粉樣蛋白——這正是導(dǎo)致阿爾茲海默病的元兇。另一發(fā)現(xiàn)也支持了這個結(jié)論：華盛頓圣路易斯大學(xué)的David Holtzman和他的團隊在剝奪小鼠深度非快速動眼睡眠之后，發(fā)現(xiàn)了小鼠腦中的淀粉樣蛋白堆積顯著增長。

當(dāng)然，小鼠和人類之間有很多顯著的差異。如果我們?nèi)狈λ咭矔幸粯拥慕Y(jié)果嗎？今年七月，Holtzman證實了這一猜想。他的團隊剝奪了一部分健康成年人的深度非快速動眼睡眠，但保持睡眠的總時長不變。在被試者入睡之后，他們播放了一種不至于吵醒被試者，但又足夠讓他們從深度睡眠回到淺度睡眠的聲音。第二天他們測量了受試者們腦脊液中的淀粉樣蛋白的含量。他們發(fā)現(xiàn)，在失去了深度非快速動眼睡眠的夜間清潔功能之后，與阿爾茲海默病有關(guān)的淀粉樣蛋白堆積顯著增多了。

這個實驗鐵證如山，確認了深度睡眠的缺失會直接導(dǎo)致人腦中的淀粉樣蛋白含量迅速升高。簡單地說，睡眠是我們對神經(jīng)系統(tǒng)的救世主，也是我們大腦的清道夫。

這些發(fā)現(xiàn)證明了睡眠不足與阿爾茲海默病的病理機制互為因果，進而形成惡性循環(huán)。沒有充足的睡眠，淀粉樣蛋白就在大腦中堆積，特別是生成深度睡眠的區(qū)域。緊接著，深度非快速動眼睡眠的缺失進一步阻礙大腦在夜間清除淀粉樣蛋白，導(dǎo)致更多淀粉樣蛋白堆積。淀粉樣蛋白越多，深度睡眠越少，反之亦然，循環(huán)往復(fù)。

能通過改善睡眠延緩疾病嗎？

所有的這些發(fā)現(xiàn)都指向一個令人不安的預(yù)測：你一生中缺少的睡眠都會顯著提高你患阿爾茲海默病的風(fēng)險，這一關(guān)聯(lián)現(xiàn)在已經(jīng)被許多流行病學(xué)研究證實并報道了。如果你患有睡眠失調(diào)類疾病，例如失眠或睡眠呼吸暫停，并且沒有得到有效的治療，你患阿爾茲海默病的風(fēng)險會進一步增長。

但是如果反過來思考，我們就會得到一種非常樂觀的預(yù)測：如果我們能改善睡眠，我們或許就能減少罹患阿爾茲海默病的風(fēng)險，或至少可以延緩發(fā)病。

早期的臨床研究也證實了這一點，科研人員對患有睡眠障礙性疾病、但并沒有發(fā)展成阿爾茲海默病的中老年患者進行研究。當(dāng)他們的睡眠障礙被成功治愈之后，他們認知能力的衰減速度降低了，阿爾茲海默病的病發(fā)也延遲了至少10年。

所以，提升睡眠的長度和質(zhì)量能夠幫助我們抵御阿爾茲海默癥。對那些沒有睡眠問題的健康人來說，這意味著要投入更多的時間來睡覺睡，最好一晚上能睡夠八小時。

可是對于那些睡眠困難，或者由于衰老和癡呆，在生理上無法入睡人群來說，又該怎么辦呢？藥物似乎并不是解決的辦法。目前的助眠藥物都無法幫助患者產(chǎn)生自然睡眠，并且與更高的死亡率和患癌率相關(guān)。

我的研究團隊現(xiàn)在正在嘗試用數(shù)種大腦電刺激方法，來為老年人和癡呆患者延長深度非快速動眼睡眠。就像合唱團成員跟隨領(lǐng)唱一樣，我們試圖用電流來“跟唱”患者減弱了的睡眠腦電波，人工使它們增強。我們希望在幫助患者恢復(fù)一部分深度睡眠之后，可以拯救他們退步了的學(xué)習(xí)能力和記憶力。

以上所說的只是治療方法，但我的終極目標(biāo)是能夠預(yù)防阿爾茲海默病。如果我們的小規(guī)模試驗?zāi)軌虺晒?，我希望以后能研發(fā)出一種性價比高、容易普及、能重復(fù)使用的方法。最理想的情況是，能在中年人深度睡眠開始減少的時候就人工為他們助眠，這要比阿爾茲海默病最終發(fā)展成定局提前幾十年。我承認這一目標(biāo)設(shè)的有些過高，顯得野心勃勃，甚至看起來很魯莽，但當(dāng)一個人目睹家人與這種可怕的病魔斗爭時，這個目標(biāo)又變的義不容辭。

最后，需要澄清的是：睡眠不足只是導(dǎo)致阿爾茲海默病的幾種重要原因之一。睡眠本身并不是消除癡呆癥的魔法。但無論你現(xiàn)在年齡多大，把睡眠放在首要的位置都是降低你患阿爾茲海默病風(fēng)險的有效方法。這是一個值得讓我們每個人警醒的事實。

來源：環(huán)球科學(xué)