当前位置: 主页 > 神经科学 > 学习记忆

睡眠不足损害脑内类淋巴系统:清除废物受阻致记忆衰退

2026-03-31 09:43 人民网 阅读 0

为什么长期睡眠不佳的老年人更容易出现记忆问题? 香港大学心理学系讲座教授李湄珍(Tatia M.C. Lee)团队在 Molecular Psychiatry 发表的一项研究,首次在人类中揭示了睡眠质量如何通过影响脑内类淋巴系统(glymphatic system)的功能,进而改变全脑网络连接,最终导致记忆衰退。该研究利用功能性磁共振成像(fMRI)与睡眠记录,为“睡眠剥夺-废物清除障碍-神经退行性疾病风险”这一链条提供了直接的人体证据。

类淋巴系统:大脑的“夜间清道夫”

类淋巴系统是近年发现的脑内废物清除网络,由星形胶质细胞终足形成的管道系统构成,利用脑脊液(CSF)与间质液(ISF)的对流交换,清除代谢废物(包括β-淀粉样蛋白、tau蛋白等)。该系统在睡眠期间最为活跃——尤其是在慢波睡眠(深度睡眠) 阶段,脑间质空间扩大60%以上,清废效率显著提升。

动物研究表明,类淋巴系统功能障碍会导致致病蛋白积累,与阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫等神经疾病密切相关。然而,在人类中直接证实睡眠→类淋巴功能→脑网络→记忆的因果链,一直是该领域的挑战。

研究设计:整合睡眠记录与fMRI

研究团队招募了72名老年人,进行了以下多模态数据采集:

  1. 睡眠质量评估:通过多导睡眠图(PSG)记录客观睡眠参数(总睡眠时间、睡眠效率、慢波睡眠时长、觉醒次数等);

  2. 类淋巴功能指标:利用扩散张量成像(DTI)沿血管周围间隙(ALPS指数)作为类淋巴功能的无创影像学指标;

  3. 脑网络连接:静息态fMRI评估默认模式网络(DMN)、额顶控制网络(FPN) 等功能连接强度;

  4. 记忆功能:采用标准化神经心理量表评估情景记忆、工作记忆等认知域。

核心发现:睡眠→类淋巴→脑网络→记忆的级联路径

结构方程模型(SEM)分析揭示了清晰的路径关系:

  • 睡眠质量差(尤其是慢波睡眠减少、夜间觉醒增多)与 ALPS指数降低(即类淋巴功能减弱)显著相关;

  • ALPS指数降低进一步与默认模式网络(DMN)功能连接异常相关——DMN是记忆巩固与自我参照加工的核心网络;

  • DMN连接异常最终介导了记忆表现下降

“睡眠质量、大脑活动与类淋巴功能密切相关,”李湄珍教授指出,“理解睡眠质量如何影响类淋巴系统和人类脑网络,为年龄相关记忆变化的神经生理机制提供了宝贵见解。”

机制阐释:为什么睡眠不足损害类淋巴功能?

研究团队从以下角度解释了睡眠-类淋巴-记忆的关联:

  1. 慢波睡眠消失:慢波睡眠期间,神经元同步放电产生慢波振荡,驱动脑脊液流入脑组织;慢波减少直接削弱这一泵送作用;

  2. 觉醒碎片化:频繁觉醒使脑间质空间无法维持扩张状态,废物清除效率降低;

  3. 血管动力学改变:睡眠不足导致血管舒缩功能异常,影响脑脊液-间质液交换。

临床意义:睡眠作为可干预的靶点

该研究为以下临床实践提供了证据基础:

  • 认知障碍预防:改善老年人睡眠质量(尤其是增加慢波睡眠、减少碎片化)可能通过维持类淋巴功能来延缓认知衰退;

  • 阿尔茨海默病风险监测:ALPS指数可作为早期筛查脑废物清除功能的无创影像学生物标志物;

  • 治疗靶点:开发增强类淋巴功能的药物(如某些睡眠调控药物、去甲肾上腺素拮抗剂)或物理干预(如头位抬高、经颅电刺激)成为潜在方向。

“记忆力下降是睡眠质量不佳的老年人常见的抱怨,”李湄珍表示,“我们的结果为睡眠、类淋巴系统与多模态脑网络之间的相互作用提供了新视角。”

研究局限与未来方向

本研究为横断面设计,无法完全确立因果关系;未来需通过纵向研究追踪类淋巴功能变化与认知衰退的时间顺序。此外,当前ALPS指数作为类淋巴功能的间接指标仍需与金标准(如鞘内造影剂示踪)进行验证性比较。


参考信息
Reference: “Effects of sleep on the glymphatic functioning and multimodal human brain network affecting memory in older adults” by Junji Ma, Menglu Chen, Geng-Hao Liu, Mengxia Gao, Ning-Hung Chen, Cheng Hong Toh, Jung-Lung Hsu, Kuan-Yi Wu, Chih-Mao Huang, Chih-Ming Lin, Ji-Tseng Fang, Shwu-Hua Lee and Tatia M. C. Lee, 14 October 2024, Molecular Psychiatry.
DOI: 10.1038/s41380-024-02778-0

发表评论