不知道大家是否听说过这样的话:“睡眠是大脑排毒的黄金时间”,虽然诸多的科学研究也已证实,大脑在深度睡眠时会通过脑脊液系统清除代谢废物,但在清醒的白天,我们的身体又是如何清除大脑的代谢废弃物的呢?
一项发表在Nature子刊 Nature Neuroscience上的重磅新研究发现,在白天通过锻炼我们的“核心”(腹部肌肉),比睡眠清除大脑垃圾的效率更高,这一发现,或许为我们保持大脑年轻态,提供了一种简单又行之有效的新方法。
今天就结合这项新研究的重要发现,来为大家介绍下,这种并不复杂的身体活动是如何来清除大脑垃圾,促进大脑健康的。
长期以来,科学家们都观察到一个奇特又颠覆大多数人认知的现象:大脑在颅骨内并非静止不动,而是会随着心跳和呼吸产生轻微的位移。由于过去的相关研究大多针对的是麻醉状态下的动物或静卧的人体,大多数研究得出的结论也是,这种大脑的运动,主要是由心血管系统的节律性跳动所驱动的。
但在此次发表的新研究中,研究团队发现,在清醒状态下,大脑产生的运动幅度远比我们想象的更大,而且这种大脑“运动”的主要驱动力并非来自心跳和呼吸,而是来自于腹部核心肌肉的收缩。
在新研究中,研究人员先进的双光子显微镜,对清醒状态下的小鼠大脑进行了观察,发现每当小鼠开始跑动或仅仅是腹部用力时,小鼠的大脑就会向前方和侧方发生显著位移。
为了进一步弄清腹部用力就会使大脑产生位移的生理机制,研究人员进行了微米级的CT扫描和精细的解剖分析,发现啮齿类动物以及人体内都存在一个隐藏的“液压系统”——椎静脉丛。
椎静脉丛是一个连接腹腔和脊柱椎管的静脉网络,当我们收缩腹部核心肌肉时,腹压会迅速升高,此时升高的压力会将腹腔内的血液,通过椎静脉丛推向脊髓腔,由于脊髓腔的空间有限,因此涌入的血液会进一步推动脑脊液涌向大脑,这种从下往上的强大的流体推动力,直接推动了整个大脑在颅骨内的位移。
实验数据显示,在核心收缩过程中,大脑内部的压力会从基准的5mmHg迅速飙升至20mmHg以上。这种压力的骤增,并非来自脑血管的扩张,而是来自腹部收缩带来的物理推力。
为什么大脑的“运动”,就会产生排污效应呢?相信很多朋友都知道,大脑主要通过脑脊液和组织间液的循环带走代谢废物,例如像阿尔茨海默病相关的β淀粉样蛋白的排出,主要就是通过这个途径进行的。
而此次研究的最关键发现就是,核心驱动的大脑运动,会改变大脑内的流体运动模式,促进大脑代谢废弃物的排出。
研究者通过复杂的计算模型(多孔弹性模型)模拟了核心运动对脊髓-大脑内液体流动的影响。研究发现,在睡眠模式下的液体流动,主要是通过血管周围的缝隙流入大脑,属于“注入”模式;而在核心收缩,大脑产生位移的状态下,产生则是一种“挤压”效应,这会强力驱动组织间液从小脑内部排出,进入蛛网膜下腔。
这样说可能太复杂,简单举例来说,如果我们把大脑比作是一块海绵,大脑每天进行代谢产生的废弃物会让这块海绵越来越脏,在睡眠状态下,大脑中的液体会对海绵产生浸泡和废物清除作用;而核心运动带来的大脑运动,其驱动的液体流量和流速都显著更高,就相当于把这块海绵在水龙头下进行反复冲洗,然后挤压拧干,这两种垃圾清除发生谁的效率更高,也就一目了然了。
这也解释了为什么那些长期不运动、核心力量薄弱或极度肥胖的人(常伴随腹压异常),其认知功能往往更容易受损——因为他们的大脑失去了这种关键的“物理清洗”机制。
这项研究告诉我们,强大的核心力量是清除大脑垃圾的“动力泵”,我们应该如何通过锻炼来强化核心力量,保持大脑年轻态呢?
根据新研究中提到的核心预激活,腹部肌肉收缩的科学原理,为大家推荐以下3种无需器械,每天简单锻炼几分钟,就能增强核心力量,助力大脑排污的简单运动。
1. 核心预激活呼吸法
站姿或仰卧,尝试想象有人要打你的肚子。此时你的腹部会自然紧缩,但不要憋气,尝试在这种紧缩状态下保持均匀呼吸。每次保持30秒,重复5组。这种状态下,我们可以直接模拟研究中的核心激活,腹压升高过程。
2. 动态平板支撑
保持标准的平板支持姿势的同时,交替抬起一只脚,不需要抬太高,但要注意在抬脚时保持身体不要发生晃动,左右脚抬起一次为一组,每组保持时间在40到60秒,重复做3组。
3. 死虫式
仰卧,双手伸直指向天花板,双腿屈膝呈90度。缓慢下放右手和左腿至贴近地面,腰椎始终紧贴地板,随后换边。这个运动能够练习在四肢活动时保持核心稳定和腹压恒定;建议10次为一组,重复3到4组。
除了上述这些活动方式外,实际上我们在日常生活中,还可以在行走时有意识的微微收紧核心,养成在走动过程中锻炼核心的习惯,不但有助于保持走路时的身体平衡,还能对大脑清除垃圾,保持年轻态带来长期获益。
这些新发表在权威期刊上的重磅研究让我们认识到,清除大脑垃圾,保持大脑健康,并非只是靠睡眠和静养,它揭示了我们的躯体和大脑之间的紧密连接,只要我们能够保持规律运动,锻炼核心,每一次的肌肉收缩,都是对大脑的一次深层物理洗涤,让我们保持运动锻炼习惯,为大脑保持年轻态保驾护航。
参考文献:
- Garborg, C.S., Ghitti, B., Zhang, Q. et al. Brain motion is driven by mechanical coupling with the abdomen. Nat Neurosci (2026).
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