大部分人要花人生三分之一的時間做一件事：睡覺。這件事無疑很重要，因此科學家們一直在探究睡眠到底給身體和大腦帶來哪些好處，以及缺少睡眠會對大腦健康有什麼損害。比如前不久，我們介紹過關於缺覺為什麼會導致“智力下降”的兩項新研究。

最近，紐約羅切斯特大學醫學中心（University of Rochester Medical Center）的一支研究團隊，通過小鼠實驗首次發現腦中的免疫細胞在睡眠時起著重要的“網絡修護”作用，加強說明了睡眠與大腦健康之間的重要關係，同時有助於我們理解阿爾茨海默病等神經退行性疾​​病與睡眠障礙的關係。這項研究成果發表在學術期刊《自然》子刊Nature Neuroscience上。

這類重要的免疫細胞名為小膠質細胞（microglia），它們是腦和脊髓中的衛士。一旦中樞神經系統受傷或感染，它們在接收到炎症信號後會迅速改變形態，採取行動消除感染或吞噬死去的細胞和組織碎片，幫助大腦清除垃圾。

“一直以來，人們假設小膠質細胞的動態變化不太會受到動物行為狀態的影響。”Ania Majewska教授是這項研究的主要負責人，她說，“這項研究發現，大腦中調控睡眠/覺醒的信號也會像開關一樣作用於免疫系統。”

▲Ania Majewska教授研究組的萬聖節（圖片來源：URMC實驗室主頁）

具體來說，研究者關注的信號與去甲腎上腺素有關。當我們睡著時，這種化學物質在大腦中的含量很低；而當去甲腎上腺素增加，它會喚醒神經細胞，讓我們醒來，讓大腦變得機警。

這種神經遞質不僅會作用於神經細胞，也會通過特殊的受體作用於小膠質細胞。研究人員利用先進的活體成像技術，觀察小鼠的大腦活動。他們發現，當腦中去甲腎上腺素的含量很高時，小膠質細胞會進入一種類似休眠的狀態，無法對局部損傷做出反應。

除了修復損傷，小膠質細胞還有一項重要的能力也與清醒/睡眠狀態有關。Majewska教授和其他研究者過去的工作發現，小膠質細胞會對神經網路的連接節點進行精細調節。它們有助於維持突觸的健康和功能，還會修剪不再需要的神經連接。而復雜的神經連接網絡不斷佈線和重新佈線，是讓我們能夠學習、記憶、認知和運動的重要基礎。

研究人員利用鎮靜劑右美托咪定（DEX）讓小鼠進入與慢波睡眠相類似的麻醉狀態。睡眠質量高不高與慢波睡眠很有關係。

與清醒狀態相比，當動物處於類似睡眠狀態時，小膠質細胞處於高度活性的“監控”狀態，很快伸展出更多、更密的突起，可以調節周圍更大範圍內的突觸。因此，小膠質細胞可能是大腦的夜間修理工。

▲使用DEX模擬慢波睡眠狀態，小膠質細胞的分枝迅速擴張（視頻來源：參考資料[1]）

“我們的工作揭示，睡眠增強神經環路重塑和損傷修復，部分小膠質細胞與大腦相互作用的能力是原因之一。”第一作者Rianne Stowell博士總結。

鑑於有越來越多的科學證據表明，小膠質細胞的狀態與阿爾茨海默病等神經退行性疾​​病有關，而其他失智症、自閉症譜系障礙、精神分裂症等也與大腦整體神經網絡的穩定性密不可分，這項研究結果提示我們注意睡眠問題，保護大腦健康。