血液像涟漪一样在大脑中流动。红色表示血管随着血流增加而扩张
研究人员首次可视化展示了清醒小鼠大脑皮层上完整的血管网络，发现血管有规律地扩张和收缩，从而在大脑表面形成“波动”。
美国国立卫生研究院
5月29日消息
由加州大学圣地亚哥分校（University of California San Diego，UCSD）研究人员领导的一项研究，首次可视化展示了清醒小鼠大脑皮层上完整的血管网络，发现血管会节律性地扩张和收缩，从而在大脑表面形成“波动”。增进了人们对大脑如何接收血液供应的理解，尽管这些波动的功能仍然是一个谜。研究结果近日发表在《神经元》（Neuron）杂志上。
研究于2024年5月22日发表在《Neuron》（最新影响因子：16.2）杂志上
在进入大脑皮层之前，一个由弹性血管和主动泵送血管组成的网络携带着氧合血液，横跨大脑表面。在那里，它们进入第二个毛细血管网络，向组织深处提供氧气。
通过基于物理的实验方法和分析，研究人员发现，除了每次心跳时出现的血流脉冲外，还有缓慢的血流变化波，它席卷整个大脑，大约每 10 秒发生一次。伴随这些慢波而发生的血流量变化高达整个脑血供的 20%。令人惊讶的是，这种现象与大脑活动的变化只有微弱的联系。
该研究通讯作者UCSD生物科学学院神经生物系 David Kleinfeld 教授
这些波动在血管中产生了可见的凸起，这将有助于混合脑细胞周围的液体。这对如何从围绕脑细胞的液体中去除废物和其他物质有重要影响。
由于凸起的血管波动向各个方向移动，作者推测，血管的扩胀和收缩脉冲更可能参与混合周围的液体，而不是主动将其推向某个特定方向。
无论如何，这种混合活动可能有助于将错误折叠的蛋白质和其他成分从大脑中移除到周围的脑脊液中。这一过程被认为是针对各种神经疾病（如阿尔茨海默病和其他相关失智症）的一种重要保护机制，并在睡眠期间更加活跃。
这些发现还可能影响当前解读功能性磁共振成像（fMRI）扫描的方法，fMRI 扫描测量大脑结构在激活时的血氧变化。具体来说，这些血流变化波在很大程度上独立于大脑活动的发现表明，在解释 fMRI 数据和大脑激活之间的联系时，需要考虑一个新的复杂性。令人惊讶的是，这种现象与大脑活动的变化只有微弱的联系。
创立于1960年的加州大学圣地亚哥分校
参考文献
Source：NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke
Blood flow makes waves across the surface of the mouse brain
Reference：
Thomas Broggini, Jacob Duckworth, Xiang Ji, Rui Liu, Xinyue Xia, Philipp Mächler, Iftach Shaked, Leon Paul Munting, Satish Iyengar, Michael Kotlikoff, Susanne J. van Veluw, Massimo Vergassola, Gal Mishne, David Kleinfeld. Long-wavelength traveling waves of vasomotion modulate the perfusion of cortex. Neuron, 2024; DOI: 10.1016/j.neuron.2024.04.034
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原文标题 : 血流波动席卷大脑表面
