筑波大学（University of Tsukuba）和京都大学（Kyoto University）的研究人员发现，小鼠在梦境活跃的睡眠阶段，大脑中的毛细血管血流增加，而毛细血管血流对输送氧气、营养物质和清除废物非常重要。

筑波大学官网8月25日消息

长期以来，科学家们一直想知道，为什么几乎所有的动物都需要睡觉，尽管在睡觉时处于无意识状态对生存不利。现在，由筑波大学一个团队领导的研究人员发现了大脑提神（refreshing）的新证据，这种提神发生在睡眠的一个特定阶段：快速眼动睡眠期（REM），这个阶段你往往会做很多梦。

之前的研究使用各种方法测量了REM、非快速眼动睡眠期（NREM）和清醒之间大脑血流量的差异，但结果相互矛盾。在他们的最新工作中，筑波大学领导的团队使用一种技术直接可视化小鼠在清醒和睡眠状态下脑毛细血管（脑细胞和血液之间交换营养和废物的地方）中红细胞的运动。

研究于近日发表在《细胞报告》（Cell Reports）杂志上。

研究于2021年8月17日发表在《Cell Reports》（最新影响因子：9．423）杂志上

该研究的资深作者 Yu Hayashi 教授说：“我们使用一种染料，使用一种称为双光子显微镜的技术，在荧光灯下使脑血管可见。通过这种方式，我们可以直接观察非麻醉小鼠新皮质毛细血管中的红细胞。”

研究人员还测量了大脑中的电活动，以识别REM、NREM 和清醒状态，并寻找这些阶段之间血流的差异。

“我们对结果感到惊讶，”Hayashi 教授解释说，“在 REM睡眠期，大量红细胞流过脑毛细血管，但在 NREM睡眠期 和清醒状态之间没有区别，表明 REM 睡眠期是一种独特的状态。”

研究小组随后扰乱了小鼠的睡眠，导致“反弹”（rebound）的REM 睡眠——一种更强的 REM 睡眠形式，以补偿早期的中断。在反弹的 REM 睡眠期间，大脑中的血流量进一步增加，表明血流量与 REM 睡眠强度之间存在关联。然而，当研究人员在没有腺苷 A2a 受体（这种受体的阻断会让你在喝咖啡后感觉更清醒）的小鼠身上重复相同的实验时，REM 睡眠期间的血流量增加较少，即使在反弹的 REM 睡眠期间也是如此。

“这些结果表明，在 REM 睡眠期间，腺苷 A2a 受体可能至少对大脑中的一些血流变化负有责任，”Hayashi 教授说。

鉴于大脑血流量减少和 REM 睡眠减少与阿尔茨海默病的发展相关，阿尔茨海默病涉及大脑中废物的积累，因此解决 REM 睡眠期间脑毛细血管血流量增加是否对清除大脑中的废物很重要。这项研究为未来研究腺苷 A2a 受体在这一过程中的作用奠定了初步基础，这可能最终导致开发针对阿尔茨海默病等疾病的新疗法。

成立于1872年的筑波大学

参考文献

Source：University of Tsukuba

Brain refreshing： Why the dreaming phase matters

Reference：

Chia－Jung Tsai， Takeshi Nagata， Chih－Yao Liu， Takaya Suganuma， Takeshi Kanda， Takehiro Miyazaki， Kai Liu， Tsuyoshi Saitoh， Hiroshi Nagase， Michael Lazarus， Kaspar E． Vogt， Masashi Yanagisawa， Yu Hayashi． Cerebral capillary blood flow upsurge during REM sleep is mediated by A2a receptors． Cell Reports， 2021； 36 （7）： 109558 DOI： 10．1016／j．celrep．2021．109558

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