波士頓大學的一項新研究表明，當你晚上睡覺時，你的大腦會發生一些奇妙的事情。你的神經元會安靜下來。幾秒鍾後，血就會從你的腦袋裏流出來。然後，一種被稱為腦脊液(CSF)的水狀液體就會流入大腦，以有節奏的脈衝波衝刷你的大腦。

這項研究發表在《科學》(Science)雜誌上，它首次證明了大腦在睡眠時的腦脊液脈衝與腦電波活動和血液流動密切相關。

"我們很久之前就知道了神經元中有這些活動的電波，"該研究的合著者Laura Lewis說，她是波士頓大學工程學院生物醫學工程助理教授和係統神經科學中心的教員。"但在此之前，我們沒有意識到其實腦脊液中也有波。"

這項研究也可能是首次在睡眠時拍攝腦脊液圖像的研究。Lewis希望有一天，這項研究能讓人們對各種神經和心理疾病有更深的了解，這些疾病通常與睡眠模式紊亂有關，包括自閉症和阿爾茨海默病。

腦電波與血液流動和腦脊液的耦合也能提供關於正常年齡相關損傷的信息。早期的研究表明，腦脊液的流動和慢波活動都有助於清除大腦中有毒的、損害記憶的蛋白質。隨著人們年齡的增長，他們的大腦產生的慢波越來越少。反過來，這會影響大腦的血液流動，減少睡眠時腦脊液的脈動，導致有毒蛋白質的積累和記憶能力的下降。雖然研究人員傾向於單獨評估這些過程，但現在看來它們是緊密相連的。

為了進一步探索衰老如何影響睡眠中的血液流動和腦脊液，Lewis和她的團隊計劃招募老年人參與他們的下一個研究，因為目前研究中的13名受試者的年齡都在23到33歲之間。Lewis說，他們還希望找到一種更有助於睡眠的腦脊液成像方法--戴著腦電圖帽來測量他們的腦電波，最初的13名受試者被要求在一個嘈雜的核磁共振成像儀裏打瞌睡，任何一個做過核磁共振的人都能想象，這可不是件容易的事。

Lewis說："我們有很多人非常興奮地參與進來，因為他們想要得到睡眠的報酬。但事實證明，這幾乎是我們研究中最難的部分。我們有各種花哨的設備和複雜的技術，通常的一個大問題是人們無法入睡，因為他們在一個非常吵的金屬管裏，這是一個奇怪的環境。"

但現在，她很高興有機會拍攝CSF的照片。Lewis說，這項研究最有趣的成果之一是，他們可以通過腦部掃描檢查少量腦脊液來判斷一個人是否在睡覺。

她說："這是如此戲劇化的效果。""(睡眠時的腦脊液脈衝)是我們完全不知道發生過的事情，現在我們隻要看一眼大腦的一個區域，就能立刻讀出一個人的大腦狀態。"

隨著研究的不斷深入，Lewis的團隊還想解決另一個難題：我們的腦電波、血流和腦脊液是如何如此完美地相互協調的? Lewis說："我們確實看到，神經係統的變化似乎總是先發生，然後血液從頭部流出，然後腦脊液進入頭部。"

一種解釋可能是，當神經元關閉時，它們不需要那麼多氧氣，所以血液離開了這個區域。當血液離開時，大腦中的壓力下降，腦脊液迅速流入，將壓力維持在安全水平。

"但這隻是一種可能性，" Lewis說。"因果聯係是什麼?是這些過程中的一個導致了其他的嗎?還是有某種隱藏的力量驅使著他們?這都是我們想搞清楚的問題"