大腦可能是一個髒亂的地方。值得慶幸的是，它有良好的“管道系統”：科學家們剛剛在大腦內部發現了一條清潔的“河流”，一股流動的液體，可能被用來沖走與阿爾茨海默病、亨廷頓病和其他神經退行性疾病相關的蛋白質積聚。
這項研究由羅切斯特大學（U.R.）、奧斯陸大學和石溪大學的研究人員進行，他們在今天的journal Science Translational Medicine雜誌上描述了這個新系統。這項研究進一步證明了星形膠質細胞在保持神經系統良好運作方面起著主導作用。
在身體的大部分割槽域，血管網路輸送淋巴液，這是一種清除多餘血漿、死亡血細胞、碎片和其他廢物的液體。但大腦是不同的。大腦不是淋巴液，而是浸泡在腦脊液中。然而，幾十年來，神經科學家一直認為這種液體只是透過緩慢地在組織中擴散來攜帶可溶性廢物，然後將其“貨物”運出神經系統，最終進入身體的血液迴圈系統。直到最近，確定真正發生了什麼是幾乎不可能的。
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在這項研究中，由羅切斯特大學神經科學家邁肯·內德加德領導的研究人員已經確定了第二個更快速的大腦清潔系統。內德加德是非神經元腦細胞（稱為神經膠質細胞）方面的專家，她長期以來一直懷疑這些細胞可能在大腦清潔中發揮作用。
內德加德和同事研究了活體小鼠，並在其頭骨上鑽孔以獲得無阻礙的視野。為了觀察活體小鼠的腦脊液如何攜帶廢物，他們給小鼠注射了放射性分子，這些分子可以使用雷射掃描技術進行追蹤。
分子的旅程始於注射到蛛網膜下腔後，蛛網膜下腔是覆蓋大腦和脊髓的膜之間的腔隙。研究人員觀察到，像河流一樣，腦脊液沿著特定的通道快速攜帶這些分子。動脈外側的神經膠質細胞形成了這些通道，為腦脊液創造了一條沿著大腦血管流動的“水槽”。此外，研究人員發現這些神經膠質細胞調節通道的活動，協助液體在通道中流動。
從動脈旁邊的通道，攜帶示蹤劑的液體然後穿過大腦組織。在組織的另一端，它流入沿著靜脈的類似通道。液體沿著這些靜脈流動，然後返回蛛網膜下腔，進入血液迴圈系統，或最終排入身體的淋巴系統。研究人員將這個網路命名為“glymphatic”系統，既是對神經膠質細胞的致敬，也是對其功能與淋巴系統相似性的認可。
羅切斯特大學神經科學家兼主要作者傑夫·伊利夫指出了這項研究中的幾個驚喜：“我沒想到我們會看到這些液體噴射穿過大腦，”伊利夫說。此外，他解釋說，先前對腦脊液在廢物清除中的作用的理解表明，這個過程是單向的，將攜帶顆粒的液體從大腦送到身體。相反，他們觀察到一種迴圈，高達 40% 的液體返回到大腦。
為了測試他們的工作，研究人員將稱為澱粉樣蛋白 β 的蛋白質注射到小鼠的大腦中。在阿爾茨海默病中，這種蛋白質——存在於所有健康的大腦中——會積聚並凝結成團，發展成損害細胞的斑塊。研究人員比較了具有正常 glymphatic 系統的小鼠和具有停用基因（阻止神經膠質細胞協助液體流動）的小鼠。他們發現，在正常小鼠中，蛋白質沿著這些通道迅速從大腦中清除，但在基因改變的動物中，澱粉樣蛋白的清除減少了。
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伊利夫假設，功能失調的 glymphatic 系統可能要為阿爾茨海默病、肌萎縮側索硬化症、亨廷頓病和其他神經退行性疾病中觀察到的蛋白質過度積累負責——進一步的研究甚至可能揭示一種處理這些團塊的方法。
賈利勒·米揚是英格蘭曼徹斯特大學的神經生物學家，他沒有參與這項研究，他強調了這一發現的重要性，他認為用淋巴系統來類比是不充分的：“他們所展示的實際上比淋巴系統更廣泛，對腦脊液生物學也更重要。” 這項研究澄清了過去研究中的差異，並可能有助於更好地理解 glymphatic 系統作為一種可能的神經毒素清除劑的功能，這些神經毒素不可避免地會隨著年齡的增長而積聚並造成損害。