为什么失眠会损伤智力？

虽然我们大脑的重量大约只有成年人平均体重的2%，而脑细胞消耗的能量却要占身体需要总能量的20%～25%。成年人的大脑每天要产生大约7克的蛋白质废物。对于每个器官来说，清理出废物和得到输送来的营养物质具有同等重要的作用。但是，在大脑里并没有排泄废物的淋巴系统。大脑如何清理废物是个一直困惑神经学家的问题。

研究人员很早就知道，脊髓和脑动脉、静脉血管存在着空隙，这种空隙就是围绕着动脉和静脉血管的圆环形管状隧道构成的两个网络。这两个管状隧道网络的内壁是动脉和静脉血管的外表面。星形胶质细胞是头部神经系统细胞的支持细胞。这两个管状隧道网络的外壁是由星形胶质细胞的扩展状末端足组成的。在过去，由于没有能用来观察动物脑组织活动的仪器，没有人知道这两个管状隧道网络到底有什么用处。

由于小白鼠的脑结构和人的脑结构特别相似，用人工办法迫使小白鼠的大脑产生蛋白质聚集物能重现老年痴呆症。2012年，美国罗切斯特大学的内德哥德和戈德曼开始研究，头脑是否能利用这两个管状隧道网络排泄废物的问题。他们用注射有色化合物使脑脊髓液染色和显微技术结合对小白鼠的脑组织内部进行深度成像研究。他们观察到，在麻醉状态下，来自颅骨和脑组织之间蛛网膜下腔的脑脊髓液受动脉血流的推动，带着蛋白质废物和废液沿着动脉血管周围的管状隧道网络流动。之后，通过星形胶质细胞扩展进入星形胶质细胞间的空隙，并继续进入静脉血管周围的管状隧道网络。接着，脑脊髓液就随着静脉血流流到颈部。然后，这样的脑脊髓液进入淋巴系统，混入其他器官排泄的废物从淋巴系统进入血液，再随血流经过肾脏处理后排出体外。在追溯到头脑里有清除废物的完整通道后，他们把这个通道命名为类淋巴系统。

由于β-淀粉样蛋白质在头脑细胞间积累是引起痴呆症患者发病的原因，如果类淋巴系统发生故障，这种蛋白质废物就会异常积累起来。很多痴呆症患者在痴呆症状变得明显之前睡眠困难已经持续很久了。流行病学研究已经证明，在中年期就出现睡眠不好的人，他们的认知功能下降的危险增大。

内德哥德和戈德曼推测，痴呆症患者的睡眠困难可能不是这种疾病的副作用，而可能是引起这种疾病的原因。为了验证这种推测，两位专家又用显微镜对小白鼠进行观察。结果发现，当小白鼠处于清醒状态时，类淋巴系统里的脑脊髓液明显减少；但是，在睡眠或麻醉作用开始后的几分钟里，脑脊髓液的流入量明显增加，因为，当小白鼠睡眠时，星形胶质细胞的收缩使其细胞间的空隙扩大，所以脑脊髓液在星形胶质细胞间流动的区域增加超过60%。

他们的研究还显示出，神经传递物质去甲肾上腺素是对类淋巴系统的体积改变起调节作用的物质。当小白鼠开始清醒时，头脑里的去甲肾上腺素浓度上升。在小白鼠睡眠时，头脑里的去甲肾上腺素几乎消失。这证明，在小白鼠开始睡眠时，去甲肾上腺素的瞬间减少是引起星形胶质细胞收缩和使脑脊髓液动速度增加的原因。

内德哥德和戈德曼的小白鼠实验证明，在睡眠期间，类淋巴系统的确更明显地从头部移出β-淀粉样蛋白质。在睡眠时要比清醒时清除废物的速度快出两倍多。