跟所有人體其它細胞一樣，腦細胞也要新陳代謝，並將代謝廢物排泄出去。但是，排泄出去的廢物還需要清除，若不及時清除，會毒害別的細胞。正如一戶人家，把自家打掃幹凈後，把垃圾隨便堆在路上，會妨礙他人。
在大多數器官中，清除的工作是由淋巴系統完成的。深入器官內部的毛細淋巴管將廢物收集起來，輸送到靜脈;最終廢物被靜脈血帶到肝臟和腎臟進行解毒或排泄。然而，大腦中並沒有毛細淋巴管，所以大腦是如何清除廢物的，長期以來是一個謎。
大腦的自我清潔系統——腦脊液
我們經常用「腦子進水」來形容一個人蠢。但較起真來，其實每個人的腦子早就「進水」了。在我們的顱腔內，大腦外面的空隙被一種無色透明的液體填充著，這種液體是從大腦血管中析出來的，叫腦脊液。可以說，我們整個大腦都浸泡在腦脊液中，後者的浮力甚至使大腦的重量減輕了大約5/6。
長期以來，我們一直以為腦脊液是靜態的，其用途是給大腦緩沖震蕩和消炎。
2012年的一天，美國神經科學家傑弗·伊利夫給一只小鼠顱腔底部註射了綠色熒光示蹤劑，並透過顯微鏡觀察其走向。他看到一片綠色沿著大腦的一條動脈緩緩流動，隨後滲透到整個大腦內部。後續的研究還發現，滲透到大腦內部的腦脊液，又可以回流到大腦的毛細靜脈，然後被帶出大腦，流到肝臟和腎臟。
這一發現解決了關於大腦的上述謎題：原來腦脊液也是在迴圈著的，大腦透過腦脊液迴圈，來清除自身產生的廢物，如乳酸鹽、尿素和分解的蛋白。腦脊液之於大腦，就像淋巴液之於身體的其他器官。
我們的血液迴圈由心臟提供動力，那麽為腦脊液迴圈提供動力的又是什麽呢?科學家認為，它的動力有以下幾個來源：首先是由心臟跳動引起的腦動脈搏動，其次是呼吸，甚至姿勢也有影響。譬如，小鼠側臥時，腦脊液流動比仰臥或俯臥時更健旺。
大約7年前，美國羅切斯特大學的神經科學家麥肯·尼德加德在觀察小鼠大腦中腦脊液的運動時發現，當小鼠醒著的時候，只有少量腦脊液進入大腦內部;而一旦小鼠沒有意識的時候(要麽是睡著了，要麽是被麻醉了)，閘門就開啟了。
這表明，小鼠在睡覺時提高了腦脊液系統的效率。腦脊液流動加速，有利於加快清理大腦中的代謝廢物。這跟流行的一個假說是一致的，即睡眠的主要功能之一是清除大腦中的代謝廢物。
衰老對腦脊液迴圈的損害
研究人員現在懷疑，腦脊液系統是維持大腦健康的關鍵，特別是當我們衰老的時候。
越來越多的證據表明，腦脊液迴圈會隨著年齡的增長而變慢，而大腦自我清潔能力的降低，可能正是許多老年大腦疾病的根源。比如，研究表明，當小鼠的腦脊液系統受損時，β-澱粉樣蛋白和ι蛋白(兩種常見於老年癡呆癥患者大腦中的蛋白)就會堆積起來。小鼠的學習能力和記憶力下降。
為什麽衰老會對腦脊液迴圈造成損害呢?原因是多方面的。比如年老的人，心臟變弱，血管變硬，這就減少了驅動腦脊液迴圈的動力。此外，隨著年齡的增長，大腦不僅產生的腦脊液少了，而且大腦自身也在縮小，這就讓更多的腦脊液積聚在腦外，這些都會削弱腦脊液迴圈。
衰老損害腦脊液迴圈的另一個重要原因是睡眠。前面提到，睡眠時我們的腦脊液迴圈會變得更加健旺，在進入最深層次的睡眠後，達到頂點。但不幸的是，隨著年齡的增長，我們獲得良好的睡眠變得越來越難了。老年人不僅夜間容易醒來，而且睡眠也沒那麽深。相比之下，年輕人在夜晚早期的大部份時間，都處於深層次的睡眠階段。有證據表明，睡眠中斷會降低大腦的清潔度。例如，一項研究發現，經過一夜的失眠，大腦中的β-澱粉樣蛋白水平飆升。
幸運的是，采取適當措施也許有可能延緩腦脊液系統的退化。例如，由於腦脊液迴圈依賴於動脈搏動，所以保持心血管健康很重要。改善睡眠是另一個延緩腦脊液系統退化的途徑。盡管老年人不能像年輕人那樣沈睡，但可以透過改善睡眠習慣，例如每天晚上在同一時間上床睡覺，來保持腦脊液系統的健康。
