一项研究称，一种新型设备可监测大脑的类淋巴系统，这可能有助于研究人员应对阿尔茨海默病。

华盛顿大学医学院

5月28日

据近日发表于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）的一项研究，一种可监测大脑废物清除系统的新型设备或有助于预防阿尔茨海默病及其他神经系统疾病。论文题“用于持续测量脑实质阻力的无线设备追踪人类类淋巴功能”（A wireless device for continuous measurement of brain parenchymal resistance tracks glymphatic function in humans）。

研究于2025年5月27日发表在《Nature Biomedical Engineering》（最新影响因子：26.8）杂志上

研究中，参与者在睡眠时佩戴该设备：这是一顶嵌有电极的头帽，可测量脑组织内液体流动变化、从睡眠到清醒状态的神经活动，以及脑血管的改变。

研究人员发现，通过测量上述三项特征，可监测大脑的类淋巴系统（Glymphatic system），该系统兼具废物清除和营养输送功能。

基于动态阻抗光谱法分析的类淋巴功能对实质阻力的影响

这是研究者首次通过单一夜晚跟踪，实时观测不同睡眠阶段个体类淋巴液流动情况。此前，此类监测仅能通过磁共振成像（MRI）在大学研究中心完成，而这种方法速度过慢，无法捕捉个体睡眠阶段的细微变化。

“我们曾假设该系统以某种‘开关’模式运作：睡眠时（尤其是慢波睡眠阶段）开启，清醒时关闭，”研究合著者、华盛顿大学医学院（University of Washington School of Medicine，UW Medicine）精神病学与神经病学教授 Jeffrey Iliff 博士表示。

Iliff 补充道，这些假设基于其团队过去十年在啮齿类动物研究中获得的数据。然而，当研究对象转为人类时，研究结果令他们感到意外。

研究发现，类淋巴系统在深度睡眠和快速眼动（REM）睡眠期间，甚至在人们醒来时都处于活跃状态。这种清除功能并非像开关一样简单地开启和关闭，而是随着睡眠时间的延长而加速，然后在醒来时逐渐减缓，Iliff 指出。

“这使我们能够监测该系统与睡眠的关系，以及它在人类中如何受到睡眠中断的影响——如果我们试图理解这一生物学机制在临床精神疾病和神经疾病中所扮演的角色，这一点至关重要，” Iliff 称。

他表示，此类发现意义重大，因为类淋巴系统负责清除异常积聚的脑蛋白，而此类蛋白与阿尔茨海默病、帕金森病等疾患密切相关。

“这是开发针对类淋巴功能疗法的关键一步，” Iliff 说，“若能研发改善类淋巴功能的药物，或可治疗或预防阿尔茨海默病等疾病。”

研究设备的技术原理图及其输出信号

该可穿戴设备由加州 Applied Cognition 公司研发，Iliff 提出其多项潜在应用：可协助科学家明确类淋巴功能障碍是否为阿尔茨海默病、创伤性脑损伤及偏头痛的诱因；指导开发增强类淋巴功能的新疗法；并识别最可能从新疗法中获益的高风险患者。

本研究于 2022 年 10 月至 2023 年 6 月间开展，参与者在华盛顿大学医学中心-蒙特莱克院区（University of Washington Medical Center – Montlake）及佛罗里达大学（University of Florida）接受测试。佛罗里达州基准研究纳入 35 名参与者，西雅图重复验证研究另纳入 14 名参与者，所有参与者年龄介于 56 至 66 岁之间。

MRI 物理学家、前华盛顿大学医学院诊断影像科学中心主任 Swati Rane Levendovszky 亦参与该项目，她现任职于堪萨斯大学医学中心（University of Kansas Medical Center）。

“此项研究对明确类淋巴功能障碍在阿尔茨海默病中的作用及发现救治疗法具有里程碑意义，” Applied Cognition 首席执行官 Paul Dagum 博士表示，“我们的平台已在早期临床试验中识别出一种有前景的药物候选，可改善类淋巴清除功能。”

Iliff 实验室专注于研究类淋巴系统及其在阿尔茨海默病、创伤性脑损伤等神经退行性疾病中的作用。

本研究由 Applied Cognition 资助，Iliff 曾担任该公司科学顾问委员会主席并获取相应酬劳。

创立于1946年的华盛顿大学医学院

参考文献

Source：University of Washington School of Medicine

Scientists test real-time view of brain’s waste removal

Reference：

Dagum, P., Giovangrandi, L., Levendovszky, S.R. et al. A wireless device for continuous measurement of brain parenchymal resistance tracks glymphatic function in humans. Nat. Biomed. Eng (2025). https://doi.org/10.1038/s41551-025-01394-9

       原文标题 : 科学家实现对大脑废物清除系统的实时观察