自從人類開始進化之后的每一個夜晚，我們可能都在犯著一個危險的錯誤。盡管人類曾經一度面臨被大型食肉動物吃掉的威脅，而且尋找食物、積累財富或者繁衍后代等需要大量時間，但我們總是不會忘了睡覺。
長時間以來，科學家一直在猜測為何人類將生命中1/3的時間用于睡眠，但始終沒有具體的數據支持特定理論?，F在，新的證據證明了一個*的假說：睡眠期間，大腦會進行自我清理。
大多數生理學家認為，睡眠有著許多不同目的，從記憶鞏固到代謝系統和免疫系統的調節。像呼吸、進食等生理功能的“核心"目的很容易理解，但是，科學家從未就睡眠的原始目的達成一致。美國紐約羅切斯特大學的Maiken Nedergaard和同事們進行的新研究，為波士頓哈佛醫學院睡眠研究員Charles Czeisler提供了“*分子層面的直接實驗數據"，可以用來了解睡眠的基本目的：清理大腦中的有毒代謝產物。
賓夕法尼亞大學睡眠研究人員David Dinges認為，10月17日發表在《科學》雜志上的這項新研究“符合一個*存在的觀點：睡眠的作用是修復，一些東西被還原或者清除"。該研究建立在Nedergaardzui近的發現的基礎上。去年夏天，Nedergaard在《科學—轉化醫學》雜志中描述了一個微觀的、充滿液體的通道網絡可以清除大腦毒素，就像淋巴系統從身體其他部位清除代謝廢物一樣。不過，該網絡并不攜帶淋巴，而是運輸含有廢物的腦脊液（CSF）。Nedergaard將其命名為“類淋巴系統"，在該系統被發現之前，人們所知道的大腦處理細胞垃圾的*方式是在細胞內部分解和回收利用。
在zui初的研究中，Nedergaard的團隊發現，大腦的非神經細胞——神經膠質控制著CSF通過其細胞膜中的通道流動。“如果我們去掉神經膠質細胞中的通道，流動會停止。"Nedergaard說。
由于運輸液體通過細胞膜需要大量能量，Nedergaard及其團隊預測，大腦并不能同時完成清理和處理感覺信息的工作，于是他們決定測試睡眠期間類淋巴系統的活動是否會改變。該研究的*作者Lulu Xie在接下來的兩年中訓練小鼠放松和睡眠，并在雙光子顯微鏡（可以使染色物質通過活組織的運動成像）下觀察。ELISA試劑盒
Xie會觀察小鼠的腦活動，一旦發現其進入睡眠狀態，她便將綠色染料通過小鼠頸部一個像導管的設備注入到CSF中。半小時后，她通過觸摸小鼠尾部使其清醒，并注入紅色染料，雙光子顯微鏡可以很容易地辨別這兩種染料。Nedergaard稱，通過追蹤整個大腦中的紅色和綠色染料，其團隊發現在睡眠期間，大量CSF流入大腦，但是在清醒狀態時卻不會。
對小鼠清醒和睡眠時神經細胞間空隙大小的對比發現，睡眠時運載CSF的神經膠質細胞通道會擴張60%。研究團隊還將作標記的β淀粉樣蛋白注入到睡眠小鼠和清醒小鼠的大腦中，進而發現睡眠期間，CSF會很快地將這些“垃圾"清除到細胞外兩次——“就像一個洗碗工"，Nedergaard這樣形容。她說，這些蛋白質可以在細胞內聚合為致病性斑塊，而且與阿爾茨海默氏癥相關。
Nedergaard指出，很多神經疾病——從阿爾茨海默氏癥到中風和癡呆——都與睡眠障礙有關。研究表明，睡眠不足會使毒素累積，導致大腦損傷，這也是原因之一。“這可能會引起那些在夜間工作的輪班工作者的討論，"Nedergaard預測道，“如果你不能保證睡眠，大腦可能會受到損傷。"
然而，一個未知的問題是清除廢物的需要是否會積極地調節睡眠——也就是說，代謝副產物的形成是否會使我們感到困意。研究人員還希望知道在睡眠期間，充滿液體的通道如何改變形狀，以及清除廢物是否真的能改善神經功能。
其他研究人員也不確定清理功能是否為睡眠*的核心功能。英國薩里大學的睡眠科學家Derk-Jan Dijk稱，在睡眠的功能中，沒有一個可以主導其他所有。“睡眠可能有很多功能。"他說，就像周末可以用來購物、社交和打掃房子一樣。ELISA試劑盒
不過，Czeisler表示，由于Nedergaard和她的同事已經確定了小鼠會在夜間清理大腦，科學家可以繼續研究是否所有物種都是如此，及其程度如何。“人們可以想象，不同物種的睡眠功能會進行不同方式的進化，以適應不同習性。不過研究會讓我們了解，不同物種的睡眠功能是否相同。"
