撰文：朱哼哼
編審：王新凱
晚上不想睡、早上不想起、假期睡不夠，是絕大多數當代年輕人的生活現狀。
據中國睡眠研究協會發表的《睡眠調查報告》顯示，
超 3 億中國人群有睡眠礙，其中 11 點後入睡人群佔 75%，凌晨 1 點入睡人群超過 30%
。就睡眠時長來看，中國人平均睡眠時間比 7 年前減少將近 2 小時。2020 年中國人平均只睡 6。82 小時，對於 90 後，00 後甚至只有 6。47 和 6。45 小時。
假期最後一天，我們來探討一個極其普通的問題：
睡覺為什麼如此重要？或者說，我們人類為什麼要睡覺？
（來源：Pixabay）
實際上，大量研究表明，長期睡眠不足會導致一系列心腦血管疾病，尤其是與大腦廢物代謝相關的神經退行性疾病，如阿爾茲海默病。
近日，日本筑波大學國際綜合睡眠醫學研究所 Yu Hayashi 教授帶領的研究團隊就發現，
哺乳動物快速眼動睡眠期間大腦血液流速會顯著增加，這對於大腦累積廢物的清除至關重要。
同時 Hayashi 教授證實，快速眼動睡眠期間大腦血流量增加是由腺苷 A2a 受體介導的。一旦腺苷 A2a 受體被清除，則哺乳動物快速眼動睡眠期間大腦血流量不會增加，大腦累積的廢物也不會被有效清除。
值得一提的是， 當一個人進入快速眼動睡眠之後如果把他喚醒，他會報告說正在做夢。這也就意味著，
當你做美夢的時候，你的大腦正在清理“垃圾”。
對此，Hayashi 教授表示，“我們對結果感到驚訝，在快速眼動睡眠期間有大量紅細胞透過大腦毛細血管，但是非快速眼動睡眠和清醒狀態之間沒有區別，表明快速眼動睡眠是一種獨特的狀態。鑑於快速眼動睡眠減少、大腦血流量減少與阿爾茲海默病的發生密切相關，未來或許可以開發針對阿爾茲海默病的新療法”。
相關研究以 “Cerebral capillary blood flow upsurge during REM sleep is mediated by A2a receptors” 為題發表在Cell Reports雜誌上。
做夢的睡眠，至關重要
我們都知道睡眠對於健康至關重要，幾個晚上沒睡好，就會感到煩躁不安、學習效率低下、食慾不振等等。畢竟，人一生有三分之一的時間處於睡眠狀態，睡眠不足會導致一系列諸如肥胖、心腦血管疾病、抑鬱等等問題。
人類的睡眠受生物節律的影響，同時每一次睡眠又會有其自身的睡眠週期和睡眠階段。人類睡眠週期包括兩個時相：非快速眼動睡眠期（NREM）和快速眼動睡眠期（REM）。NREM與REM交替出現，交替一次稱為一個睡眠週期，兩種迴圈往復，每夜通常有 4~5 個睡眠週期，每個週期 90~110 分鐘。隨著睡眠週期的繼續，REM 睡眠所佔比例逐漸增加。
目前，大量的研究表明，NREM 睡眠和 REM 睡眠對於人類均具有重要作用。其中，REM 睡眠對於人類記憶鞏固和神經突觸可塑性至關重要，而 NREM 睡眠對於人體生長激素分泌、免疫啟用、炎症等功能密切相關。
在快速動眼睡眠階段，雖然身體處於麻痺狀態，但是腦在某些方面卻很像是清醒狀態，眼球會快速移動，同時身體肌肉放鬆。
多數在醒來後能夠回憶的清晰的夢境都是在 REM 睡眠發生的。
（來源：Pixabay）
同時，
在 REM 睡眠期間，大腦血流量會顯著增加，這一過程對於清除神經元正常活動產生的各種代謝廢物至關重要。
而睡眠失調則會導致這一過程紊亂，與神經退行性疾病諸如阿爾茲海默病等密切相關。
2018 年，華盛頓大學聖路易斯醫學院研究人員在JAMA Neurology雜誌上發表的一篇文章顯示，睡眠週期中斷或是阿爾茲海默病早期臨床症狀。
此後，另一組研究人員在Science雜誌上發表的研究顯示，
睡眠剝奪會明顯增加哺乳動物大腦中 tau 蛋白水平，而 tau 蛋白與阿爾茲海默病的發生密切相關。
也就是說，睡眠不足或會影響 REM 睡眠期間，大腦廢物清理的正常節律，導致大腦中廢物積累，損傷神經，誘導阿爾茲海默病的發生。
不過，此前人們尚不清楚大腦在REM期間進行廢物清除的機制。
做夢幫助大腦清除廢物
到目前為止，人們嘗試使用了各種方法來研究 NREM 和 REM 期間大腦血流動力學，包括 PET/CT、近紅外光譜、超聲、核磁共振等等技術。然而，這些技術並不完美，有時甚至得出相反的結論。
為了更直觀的感受不同睡眠階段大腦血流量的變化，Hayashi 教授帶領的研究團隊使用先進的雙光子顯微鏡技術，直接視覺化小鼠在 NREM 和 REM 睡眠期間大腦毛細血管中紅細胞的運動情況。
（來源：Pixabay）
同時，研究人員還對小鼠大腦的電活動進行監測，以識別小鼠大腦處於 NREM 睡眠、REM 睡眠還是清醒狀態，並觀察不同狀態期間大腦血流量的差異。
結果 Hayashi 教授發現，在 REM 睡眠期間，有大量的紅細胞透過腦毛細血管，但是在 NREM 睡眠以及清醒狀態時，血流量沒有區別。這意味著，
REM 睡眠是一種獨特的狀態，與大腦血流量增加密切相關。
隨後，Hayashi 教授擾亂了小鼠的睡眠，為了補償早期中斷，此時小鼠產生反彈的更強的 REM 睡眠。結果發現，
REM 睡眠反彈期間大腦血流量會進一步增強，表明大腦血流量與 REM 睡眠強度密切相關。
最後，研究人員還找到了睡眠期間大腦血流量調節的分子機制，腺苷 A2a 受體。
腺苷由神經元和神經膠質細胞釋放，並透過啟用腺苷 A2a 受體促進大腦血管擴張。除此之外，
我們經常喝的咖啡，也可以透過咖啡因阻斷 A2a 受體，抑制睡眠。
（來源：Pixabay）
在實驗中，Hayashi 教授發現，當敲除小鼠 A2a 受體後，小鼠 REM 睡眠期間血流量不會再明顯增加，即使是反彈 REM 期間也是如此。這表明，在 REM 睡眠期間，腺苷 A2a 受體是控制大腦血流量的關鍵。
鑑於大腦血流量減少、REM 睡眠減少與阿爾茲海默病的發生發展密切相關，其中機制可能與大腦廢物堆積密切相關。因此，
靶向 A2a 受體增加大腦血流量，或是改善阿爾茲海默病一個可行的方案。
當然，這還需要進一步的驗證。
參考資料：
https：//www。cell。com/cell-reports/fulltext/S2211-1247（21）00992-X
https：//www。tsukuba。ac。jp/en/research-news/20210825140000。html
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