熬夜隔天腦袋容易當機 研究:腦脊液從大腦流出,試圖叫大腦休息

(首圖來源:pixabay)
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【文‧Emma stein】

為何前天晚上沒睡好,隔天會明顯較難維持注意力、思考速度變慢,連完成簡單任務都比平常費心思?最近科學家發現因睡眠不足導致注意力分散的背後機制:你的腦脊液可能正短暫從大腦流出,試圖讓大腦進入類睡眠狀態以恢復認知功能。

腦脊液(cerebrospinal fluid,CSF)是一種充滿於各腦室、蛛網膜下隙、脊髓中央管內的透明無色體液,功能為滋養神經組織、調節顱內壓、保護腦免受震盪損害,並在睡眠期間清除白天清醒時大腦積累的廢物,對維護大腦健康與正常運作至關重要。

睡眠是基本生物需求,眾所皆知睡眠有助提高警覺性與精神表現,若睡眠時間被壓縮,注意力與其他認知能力就會受影響,其中一個關鍵作用與腦脊液有關,根據麻省理工學院 Laura Lewis 團隊於 2019 年的早期研究,已發現這種液體在睡眠期間以規律節奏移動,該節奏與腦電波活動變化密切相關。

當年研究有個重要問題尚未解決:若睡眠中斷會發生什麼事?團隊對此再招募 26 名受試者接受 2 次睡眠測試,一次睡眠不足,另一次則休息狀態良好。

腦脊液增加導致注意力不集中

受試者接受腦電波追蹤並進行 2 項注意力測驗,如預期那般,睡眠不足的注意力表現明顯比睡眠充足差,受試者反應速度較慢,同時注意力不集中伴隨數種身體變化,包括呼吸和心率減慢、瞳孔變小。

最值得注意的是,研究人員發現腦脊液流出大腦前約 12 秒瞳孔開始收縮,注意力恢復後才返回,說明當注意力不集中,這種液體會從大腦向外排出,直到注意力恢復才被拉回大腦。

研究人員認為,這種模式反映大腦當下非常需要睡眠,為了彌補缺失的睡眠時間,腦脊液系統正積極介入嘗試修復大腦,而腦脊液增加的代價就是犧牲注意力。

此外,瞳孔收縮也表明各系統之間緊密協調,或許存在一個統一迴路控制高級大腦功能甚至基本生理過程,比如大腦流體動力學、血管收縮,研究尚未確定具體負責電路,但推測可能與正腎上腺素系統有關。

新論文發表在《自然神經科學》(Nature Neuroscience)期刊。

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