大脑中微小血管的细微搏动如今可通过新型成像技术以前所未有的精细度进行测绘。这是首个能测量活体人脑中显微动脉和毛细血管扩张与收缩的非侵入式工具。先前研究表明,脑血管系统的动脉搏动可预测痴呆症或认知能力下降,而该技术将验证这一假设的真伪。科学家现可识别整个脑血管树的动态变化,范围涵盖最大分支至末端最细微的枝杈。
神经学家兼资深作者、南加州大学的王丹尼解释道:"动脉搏动如同大脑的天然泵,帮助推动液体并清除废物。我们的新方法首次让人们观察到这些微小血管的容积如何随年龄增长和血管风险因素而变化,为研究脑健康、痴呆症及小血管疾病开辟了新途径。"
该技术由南加州大学与西门子医疗美国公司合作开发,融合两种磁共振成像技术——血管空间占有率(VASO)和动脉自旋标记(ASL),用以测量脑血管容积的细微变化。大脑动脉搏动加剧与认知障碍密切相关,部分科学家认为这可能导致阿尔茨海默病等特定形式的痴呆症。但既往研究受限于对活体人脑的观测能力,大量工作依赖动物实验。
王丹尼、首席作者兼南加州大学神经科学家郭繁华及其团队希望新技术能填补这一空白。他们分析了11名20至30岁年轻参与者与12名50多岁至60岁初期年长参与者的脑微血管脉搏。研究发现,白质深部血流脉搏随年龄加速,且高血压年长者的变化幅度最为显著。
该结果与近期动物研究相吻合,后者表明大脑白质(由神经纤维构成)的血管随年龄或疾病进展搏动加剧。作者总结道:"本方法在科研与临床应用中展现出强大潜力,可精准成像脑微血管系统,并捕获灰质与白质的容积搏动性。"
研究者尚不确定机制成因,但提出假说:脑微血管系统密度随年龄自然下降,容积与分支减少可能导致动脉无法有效消散每次搏动的压力。若属实,大脑白质的外层动脉可能通过增大搏动容积来释放残余压力,进而减缓滋养大脑的脑脊液流动——该液体与衰老及疾病密切相关。
"这些发现建立了大型血管成像所见与衰老及阿尔茨海默病中观察到的微血管损伤之间的关键联系,"郭繁华表示,她目前是王丹尼实验室的博士后研究员。该研究已发表于*《自然·心血管研究》*。
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