大脑可能是一个脏乱的地方。值得庆幸的是，它有良好的“管道系统”：科学家们刚刚在大脑内部发现了一条清洁的“河流”，一股流动的液体，可能被用来冲走与阿尔茨海默病、亨廷顿病和其他神经退行性疾病相关的蛋白质积聚。
这项研究由罗切斯特大学（U.R.）、奥斯陆大学和石溪大学的研究人员进行，他们在今天的journal Science Translational Medicine杂志上描述了这个新系统。这项研究进一步证明了星形胶质细胞在保持神经系统良好运作方面起着主导作用。
在身体的大部分区域，血管网络输送淋巴液，这是一种清除多余血浆、死亡血细胞、碎片和其他废物的液体。但大脑是不同的。大脑不是淋巴液，而是浸泡在脑脊液中。然而，几十年来，神经科学家一直认为这种液体只是通过缓慢地在组织中扩散来携带可溶性废物，然后将其“货物”运出神经系统，最终进入身体的血液循环系统。直到最近，确定真正发生了什么是几乎不可能的。
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在这项研究中，由罗切斯特大学神经科学家迈肯·内德加德领导的研究人员已经确定了第二个更快速的大脑清洁系统。内德加德是非神经元脑细胞（称为神经胶质细胞）方面的专家，她长期以来一直怀疑这些细胞可能在大脑清洁中发挥作用。
内德加德和同事研究了活体小鼠，并在其头骨上钻孔以获得无阻碍的视野。为了观察活体小鼠的脑脊液如何携带废物，他们给小鼠注射了放射性分子，这些分子可以使用激光扫描技术进行追踪。
分子的旅程始于注射到蛛网膜下腔后，蛛网膜下腔是覆盖大脑和脊髓的膜之间的腔隙。研究人员观察到，像河流一样，脑脊液沿着特定的通道快速携带这些分子。动脉外侧的神经胶质细胞形成了这些通道，为脑脊液创造了一条沿着大脑血管流动的“水槽”。此外，研究人员发现这些神经胶质细胞调节通道的活动，协助液体在通道中流动。
从动脉旁边的通道，携带示踪剂的液体然后穿过大脑组织。在组织的另一端，它流入沿着静脉的类似通道。液体沿着这些静脉流动，然后返回蛛网膜下腔，进入血液循环系统，或最终排入身体的淋巴系统。研究人员将这个网络命名为“glymphatic”系统，既是对神经胶质细胞的致敬，也是对其功能与淋巴系统相似性的认可。
罗切斯特大学神经科学家兼主要作者杰夫·伊利夫指出了这项研究中的几个惊喜：“我没想到我们会看到这些液体喷射穿过大脑，”伊利夫说。此外，他解释说，先前对脑脊液在废物清除中的作用的理解表明，这个过程是单向的，将携带颗粒的液体从大脑送到身体。相反，他们观察到一种循环，高达 40% 的液体返回到大脑。
为了测试他们的工作，研究人员将称为淀粉样蛋白 β 的蛋白质注射到小鼠的大脑中。在阿尔茨海默病中，这种蛋白质——存在于所有健康的大脑中——会积聚并凝结成团，发展成损害细胞的斑块。研究人员比较了具有正常 glymphatic 系统的小鼠和具有禁用基因（阻止神经胶质细胞协助液体流动）的小鼠。他们发现，在正常小鼠中，蛋白质沿着这些通道迅速从大脑中清除，但在基因改变的动物中，淀粉样蛋白的清除减少了。
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伊利夫假设，功能失调的 glymphatic 系统可能要为阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症、亨廷顿病和其他神经退行性疾病中观察到的蛋白质过度积累负责——进一步的研究甚至可能揭示一种处理这些团块的方法。
贾利勒·米扬是英格兰曼彻斯特大学的神经生物学家，他没有参与这项研究，他强调了这一发现的重要性，他认为用淋巴系统来类比是不充分的：“他们所展示的实际上比淋巴系统更广泛，对脑脊液生物学也更重要。” 这项研究澄清了过去研究中的差异，并可能有助于更好地理解 glymphatic 系统作为一种可能的神经毒素清除剂的功能，这些神经毒素不可避免地会随着年龄的增长而积聚并造成损害。