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日常生活中，不小心出错时，我们经常会调侃自己或朋友“脑子进水了”。实际上，正因为“进水了”，脑子才能更好地运转。
有研究表明，人脑中约有150ml的“脑脊液”，这是一种无色透明的液体，人的大脑就悬浮浸泡在这些脑脊液中，既能确保大脑不轻易受到外界有毒物质的入侵，也限制了体外一些激素对大脑的影响。
脑脊液在人脑中进行有方向性的流动，从脑室流向中脑导水管，供大脑正常工作。它们经室间孔流入第三脑室，再经中脑导水管流入第四脑室。各脑室脉络丛产生的脑脊液都汇至第四脑室并经第四脑室的正中孔和外侧孔流入脑和脊髓的蛛网膜下腔。最后经矢状窦旁的蛛网膜颗粒将脑脊液回渗到上矢状窦，使脑脊液回流至静脉系统。形象点说，脑室和中脑导水管其实可以看作是脑中的“洞”和“坑”。脑中一共有四个大“洞”，分别是第一、二、三、四脑室，这些脑室中充满了“水”。而人脑中又有个类似下水道的“坑”，是中脑导水管，脑脊液就是通过这个“坑”流出大脑的。
脑脊液不断产生又不断被吸收回流至静脉，在中枢神经系统起着淋巴液的作用，它供应脑细胞一定的营养，运走脑组织的代谢产物，调节着中枢神经系统的酸碱平衡；同时缓冲脑和脊髓的压力，对脑和脊髓具有保护和支持作用；还可以通过循环，调节颅内压力，比如当大脑供血不足时，脑脊液的减少能够降低颅内压力，让供血量增加。
既然人脑中真的有水，那么我们会被“洗脑”吗？大脑清洗系统又真的会像马路清扫车一样，晚上换水，白天关闭么？“洗脑”是一定的，不过，关于大脑经常在晚上“换水”的理论研究，科学界还没有定论。
2019年发表在《Science》上的一项新研究表明，每当我们睡觉的时候，大脑中会发生一些奇妙的事情：神经元首会先安静下来，几秒钟后，血液会从大脑流出，同时脑脊液流入，并以有节奏的慢波“洗涤”着我们的大脑。神经活动中的慢波有助于记忆巩固，而脑脊液清除大脑中的代谢废物。
2024年2月发表于《自然》(Nature)的研究中也提到，人在睡眠阶段时，大量神经元会一起活动，产生频率约40Hz的波，促进脑脊液进入脑组织，并推动脑组织中携带废弃物的间质液排出，进而清除对大脑有害的各种废弃物。对此我们可以简单理解为，头骨内的颅内体积是固定的，人们在活动时需要血液供应氧气、营养等，会有更多的血液流入大脑，这就需要其他液体即脑脊液的流出来补偿，而在睡眠时血液会流出，脑脊液就进入大脑空隙，清除日常活动产生的废物。
然而，在2024年5月发表在《自然-神经科学》的简讯中，通过直接测定清醒、睡眠、麻醉状态下小鼠大脑对代谢物的清除速率，发现大脑在睡眠和麻醉状态下，对物质的清除速率会显著降低。这一结果和之前的研究结果截然相反，还暗示了过度睡眠会使大脑运转失常。这对“睡眠的核心功能是清除脑中毒素”这一传统观念，提出了挑战。当然，科学上的争论常而有之，关于睡眠“换水”速率高低的问题，有待定论。但不管是晚上“换水”还是白天“换水”，它对大脑杂质的清理工作不容忽视。
脑脊液既然被用来清除大脑中的废弃物，我们或许会想当然的认为它只存在于大脑和脊髓中。事实上，这一名称很具有欺骗性，这种清洁、滋养和保护周围器官的清澈液体，也沐浴着身体的神经。
2024年9月发表于《科学·进展》（Science Advances）的最新研究指出，脑脊液其实可以渗透到全身各处。大约两年半前，研究团队在一次外科手术的研究中发现，当他们将盐水注入人体的颅腔中时，手腕处的周围神经也会肿胀。他们在小鼠身上注射更精细的示踪剂金纳米粒子进行重复实验，结果发现，较小的纳米金颗粒可以随着脑脊液传播到全身的周围神经，最远可以抵达坐骨神经，较大的粒子停留在脊髓和周围神经起点的边界。这项研究表明，在脑脊液中漂浮的小信号分子、营养物质甚至药物都可以输送到神经。未来，我们或许可以利用这种新的脑脊液流动机制，设计更加精准的神经系统疾病治疗策略。比如，通过脑脊液输送系统，将包括止疼药在内的特定药物直接作用于患病的外周神经，避免了传统的药物递送方式中复杂的血脑屏障阻碍。此外，这一发现也可能帮助我们更好地理解一些神经退行性疾病的发生机制，如阿尔茨海默症、帕金森症等。他们的发生可能不仅仅与中枢神经系统的病变有关，外周神经的参与也可能在其中扮演重要角色。
总之，脑脊液不仅是中枢神经系统的“守护神”，它还通过复杂的流动网络，维护着外周神经的健康。尽管想要了解精密复杂的人体奥秘要面对很多难题，但在科学家们孜孜不倦的研究与探索下，未来从基础科学研究向临床应用每迈进的一小步，都将是生命延续的一大步。
本文为科普中国·创作培育计划扶持作品
作者：陈鼎新
审核：桂雅星 上海市第一人民医院神经内科 主任医师
出品：中国科协科普部
监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司
