睡眠中存在着一个悖论：其表面上的宁静与大脑的繁忙活动并存。夜晚是寂静的，但大脑却远未处于休眠状态。在睡眠期间，脑细胞会产生一阵阵的电脉冲，这些脉冲会累积成有节奏的波，这是脑细胞功能增强的标志。

但是，当我们休息时，大脑为什么会活跃呢？

慢波脑电活动与令人放松、恢复精力的睡眠有关。现在，圣路易斯华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine in St）的科学家们发现，脑电波有助于在睡眠期间将废物从大脑中清除出去。神经元会协调一致地产生有规律的波浪，推动液体在密集的大脑组织中流动，同时清洗脑组织。

研究的第一作者、病理与免疫学系博士后研究员Li-Feng Jiang-Xie解释道：“这些神经元是微型泵。同步的神经活动驱动着流体流动，并清除大脑中的废物。如果我们能在这一过程的基础上进一步发展，就有可能延缓甚至预防包括阿尔茨海默症和帕金森症在内的神经退行性疾病。这类疾病的一大特征是代谢废物和垃圾蛋白等过量废物在大脑中积累，导致神经退行性变。”

这项研究结果发表在2月28日的《自然》（Nature）杂志上。

脑细胞负责控制思维、情感和身体动作，并形成动态网络，对于记忆形成和解决问题至关重要。但是要完成这些耗能的任务，脑细胞需要能量。它们从饮食中摄取营养物质的过程中会产生代谢废物。

论文的资深作者、Alan A. 和 Edith L. Wolff 病理学与免疫学系主任，BJC研究员Jonathan Kipnis,博士说：“清除大脑中的代谢废物至关重要，因为它们会积累并导致神经退行性疾病。我们知道睡眠是大脑开始清洁过程的时刻，清除清醒状态下积累的废物和毒素。但我们不知道它是如何发生的。这些研究发现或许能为我们指明加快清除有害废物的策略和潜在治疗方法，以便在它们造成严重后果之前将其清除。

但是清理密集的大脑并不是一件简单的事情。环绕大脑的脑脊液进入并穿梭于复杂的细胞网络中，在这一过程中收集有毒废物。离开大脑后，受污染的液体必须穿过一道屏障才能流入颅骨下面包裹大脑的硬脑膜中的淋巴管。但是，是什么推动了脑脊液进入、穿过和离开大脑的运动呢？

研究者们在研究睡眠中的小鼠大脑时发现，神经元通过协调地发出电信号来驱动清洁工作，Jiang-Xie解释说，他们确定，这些波推动了液体的流动。

研究小组关闭了大脑的特定区域，使得这些区域的神经元无法产生规律波。没有这些波，新鲜的脑脊液无法在被关闭的脑区流动，而无法离开脑组织的积聚废物也无法被清除。

Kipnis 说“我们睡眠的一个原因就是清洁大脑。如果我们能增强这个清洁过程，也许减少睡眠时间也可以保持健康。不是每个人都能每天睡足8小时，睡眠不足会对健康产生影响。其他研究已经表明，天生睡眠较少的老鼠大脑很健康。会不会是因为它们更有效地清除了大脑中的废物？我们能否通过增强大脑的清洁能力来帮助失眠者减少睡眠时间？”

睡眠周期中，脑电波模式会发生变化。值得注意的是，在睡眠周期中，脑电波的振幅越大，移动液体的力量就越大。研究人员目前感兴趣的是，为什么神经元在睡眠期间会以不同的节奏发出波形，以及大脑的哪些区域最容易积累废物。

神经生物学家Jiang-Xie解释说：“我们认为大脑清洁过程类似于洗碗。例如，你从一个大的、慢的、有节奏的擦拭动作开始，清除盘子上散落的可溶性废物。然后你减小动作幅度，加快动作速度，以去除盘子上特别难清理的食物残渣。尽管你的手部动作幅度和节奏各不相同，但总体目标始终保持一致：从餐盘中清除不同类型的残渣。也许大脑会根据残渣的类型和数量调整清洁方法。”

节选自酷炫脑文章《在睡眠中，神经元帮助大脑排出废物》