大腦每天都需要清潔排毒,而驅動這項關鍵功能的機制比想像中更複雜。食農專家韋恩在社群平台「韋恩的食農生活」分享賓州州立大學研究團隊的最新發現,指出腹肌收縮與大腦廢物清除有著密切關聯,有助降低失智風險。

過去研究已知睡眠對大腦排毒的重要性。韋恩表示,睡著後大腦的類淋巴系統會啟動,腦脊髓液從外側流入腦組織,將神經細胞代謝產生的廢物(包括與阿茲海默症相關的β類澱粉蛋白)沖出去。睡眠不足長期被認為與失智風險有關,部分原因正是清潔時間不夠導致廢物累積。
然而大腦清醒的時間遠比睡眠長。賓州州立大學研究團隊利用特殊顯微鏡觀察在球形跑步機上行走的清醒小鼠大腦,發現每次身體移動時,大腦都會在顱骨內微微位移,幅度僅有幾微米,但規律出現且與行走動作緊密對應。
以往認為腦部微小位移由心跳或呼吸帶動,但研究者發現在清醒且主動移動的狀態下,腦部位移與心跳和呼吸的關聯並不明顯,反而與自發性運動強烈連結。 令人驚奇的是,驅動這個位移的關鍵正是腹肌。

韋恩解釋,腹肌收縮時腹腔壓力上升,腹腔與脊椎管之間存在靜脈網絡,腹壓增加會把血液擠壓進這個網絡,再推入脊椎空間,產生類似液壓幫浦的效果,將壓力沿著脊椎往頭部傳遞,最終讓大腦產生微小位移。
這個腦部位移可以把腦間質液由內往外推出,進入蛛網膜下腔,也就是說廢物被往外送。韋恩指出,這和睡眠時類淋巴系統的方向恰好相反。睡眠時液體由外往內流、沖洗腦組織;清醒時腹肌驅動的是由內往外推、把廢物排出。兩套機制方向不同,但可能共同構成大腦全天候的清潔系統,一個靠睡眠,一個靠身體移動。
韋恩也指出,過去研究已知規律運動與認知功能維持、失智風險降低有相關性,但背後的機轉並不完整。腹肌做為腦部廢物清除的液壓幫浦,可說是目前比較清楚的運動益智路徑。這項發表於《Nature Neuroscience》的研究,為運動與大腦健康的關係提供了更具體的生物學解釋。