你躺在医院轮床上,等待麻醉师让你失去意识,这样你就能被送入手术室,手术即将开始。自然,你很紧张。但在外科医生们低沉的忙碌声中,伴随着舒缓的钢琴声——古典音乐在背景中播放,一个音符一个音符地安抚着你。你不会听到它,但音乐将在你失去意识后带来最大的益处——降低你的血压、心率和呼吸频率,减少并发症,并在你醒来时显著减轻疼痛。如此微小的干预却能带来如此惊人的效果,听起来可能有些离奇,但这正是去年发表的一项研究的发现。
“这最终为心脏科医生多年来注意到的事情提供了科学证据:即使是重大手术中,心灵也能影响心脏。表明像音乐这样简单的干预能改变生理反应,这支持了心脏与心灵之间联系的深度,”英国普利茅斯大学医院的心脏病专家Girish Viswanathan说,他没有参与这项研究。
当然,心脏与心灵之间的联系几十年来已为人所知。然而,这些发现是研究浪潮的一部分,揭示这种联系比我们之前理解的更深刻、更强大——而且我们所有人都可以利用它来提升健康福祉。
“我们开始理解,大脑和心脏是同一个整合系统的一部分。这改变了我们对预防、治疗——实际上是一切——的看法,”美国心脏协会的Mitchell Elkind说,他去年因在心脑连接方面的重大研究贡献获得了金心奖。
医生们早已注意到,当心脏生病时,大脑往往也不远,反之亦然。抑郁症显著增加心脏病风险,而心脏病发作康复的人常常出现抑郁。同时,焦虑症与心律不齐(心律失常)有关,中风是心脏病的主要风险因素。
但多年来,人们假设这种交通是单向的:在压力下,大脑向心脏发出信号,加速心跳,让身体准备好行动。然后,在21世纪初,研究人员开始揭示一种双向对话。心脏中的感觉纤维将血压、心跳节律和器官压力的信息传递回大脑——主要通过迷走神经——并在大脑中调节身体状态的区域进行整合。
然而,这种联系直到2019年才被正式承认,当时世界卒中组织将这种轴心描述为大脑与心脏之间的双向通讯网络。长期被“肠脑轴”所掩盖,心脑连接开始在临床和科学界获得关注,研究人员承认它在心理健康状况(包括暂时性的极端情绪压力期)以及神经问题和心脏状况(如房颤)中发挥着关键作用。
“心脏和大脑在功能障碍中沟通的机制有很多,”Elkind说。“一些退行性疾病,如帕金森病,就是大脑和心脏如何相互对话的例子。我们通常认为帕金森病是大脑的疾病,但事实证明,神经退化实际上首先影响心脏,而大脑的参与可能后来才出现。”
近年来,该轴心的神经组成部分已被拼凑起来,表明患有心理健康问题(如焦虑和抑郁)的人,其迷走神经活动显著减少,这意味着他们的副交感神经系统(促进休息和放松)更弱。他们对来自心脏的信号也不那么敏感。
“每次你的心跳,它都会向大脑发送一个信号,表明心跳的速度和强度,”伦敦大学学院研究脑-身体相互作用的Sarah Garfinkel说。“然后大脑可以利用这个信号来调节心脏,所以这个系统本质上是双向的。”
心脑轴构成了内感受的主要部分,这种感官使大脑能够解释来自身体的信号,如饥饿或焦虑感。这种密切关系意味着有可能更容易地诊断同时影响心脏和大脑的疾病。
伦敦国王学院音乐会钢琴家兼计算音乐感知研究员Elaine Chew就是在这个领域工作的人之一。从童年起,她就患有心律失常。成年后,她接受了两次消融术,治愈了她的病情,并激发了她将研究音乐结构的专业知识与心脏病学结合的兴趣。幸运的是,她的心脏病专家也对心脑轴感兴趣。
两人开始合作,监测佩戴起搏器的人心脏内部的数据,同时他们聆听现场音乐会。音乐是“研究心脑交互的完美事物,因为它影响大脑和心脏,并允许我们探究两者,”Chew说。“心脑轴使我们能够通过感知体验音乐,但也通过身体反应,如脊椎发冷或心率加快。”今年早些时候,Chew参与的一个团队发表的研究表明,音乐可以是一种检测高血压的便捷方法。
从该团队之前的研究中,她知道高血压显著抑制了身体对音乐的反应性。“在高血压中,血管可能更僵硬,”她说。“因此,当听音乐时,心血管系统对大脑神经活动的反应能力较差。”
Chew和她的同事发现,由于对音乐特征(如节奏和音量变化)的反应会放大高血压患者的心血管差异,所以对他们播放音乐,同时通过心电图监测他们的心血管信号,有助于更可靠地识别这种状况,与智能手表的高血压警告相比,在相对较短的时间内准确率提高了约10%。由于很多人佩戴智能手表等可穿戴技术,而且许多耳机带有生物传感器,Chew表示,可以收集数据,给人们早期警告,让他们去看医生,因为他们可能患有这种疾病。
基于她参与的其他研究,她也有望将音乐用作治疗方法:利用一个人的自主神经系统(控制无意识的身体功能,如呼吸和心跳)的详细信息,可以个性化地提高或降低一个人的血压。这两个想法都处于早期阶段,需要在真实环境中对大量人群进行临床试验来测试其有效性,但Chew持乐观态度。“这是一个漫长的过程,但技术已经存在。”
她并不是唯一在寻找利用新技术进行诊断的方法的人。伦敦国王学院的心脏病专家Pier-Giorgio Masci领导着一个项目,揭示心血管和神经退行性疾病之间的关系。“随着人口老龄化,我们将看到越来越多的心力衰竭和痴呆症患者,”他说。“所以,我想寻找这两种疾病的见解,找到一种可以帮助预防或治疗任何一种疾病的治疗方法,并延长健康寿命。”
他说,近年来心脑轴的研究范围已经扩大,从仅关注与自主神经系统相关的问题(如血压调节和对压力的反应)到通过血管发现心脏和大脑之间的联系。由于这两个器官通过血管网络相连,心脏问题可能导致大脑问题。例如,动脉硬化不仅会导致心脏血管损伤,还会损害大脑中的微小血管,这可能随着时间的推移导致认知能力下降。
这一见解促使Masci寻找一种新的、易于推广的衡量大脑和心血管系统健康的方法。目前,许多高血压患者未被诊断和未得到治疗,而这种状况是心力衰竭和痴呆症的风险因素。
Masci和他的同事开发了一种检测动脉弹性(即心脏必须施加多大压力才能将血液泵入身体)的新方法。这一指标与高血压密切相关,可以通过可穿戴技术进行追踪,而不是目前昂贵的检测方法。该团队检测该指标的方法利用了英国生物银行研究的数据,目前已提交发表。
Masci说,动脉弹性比仅仅读取一个人的血压来检测高血压要全面得多。虽然一个人的血压可以通过药物降低,但动脉弹性所突显的其他问题,如大脑损伤的风险,可能仍然得不到治疗,因为动脉弹性仍然很高。因此,大规模检测动脉弹性的方法对于更全面地理解心脏和大脑健康至关重要。
随着利用心脑轴进行增强诊断的前景逐渐打开,新的治疗选择也在涌现。Elkind说,心脏和大脑之间的连接可能因炎症、退化、荷尔蒙变化或潜在的常见基因突变而中断。但货架上的一些现有药物可能部分修复有缺陷的连接。“我们用来治疗心理健康障碍的许多药物可以影响在心脏和大脑之间来回传递信息的神经递质和神经,”他说。
具体来说,有证据表明抗抑郁药可能影响迷走神经,随着情绪症状的改善,改变调节心率和压力反应的自主信号。“我可以想象,在未来,我们治疗心力衰竭患者的抑郁症,以改善他们的心脏预后,”他说。
他还提到该轴心在冲动行为(如ADHD中观察到的行为)中的作用,研究表明内感受准确性降低如何导致决策不良。他说,一个潜在的解决方案在于β受体阻滞剂,这些药物传统上用于治疗高血压和焦虑。研究人员此前注意到,这些药物还可以提高决策能力,增强对攻击性行为的厌恶,并提升道德判断。去年发表的研究表明,这在一定程度上是因为它们的内感受效应。通过稳定心脏信号,β受体阻滞剂似乎也能“抑制这些冲动反应,”Elkind说。
“心脑连接如果连接错误,可能会对您做出明智决策的能力产生不利影响,”他说。“因此,对于冲动控制困难并做出糟糕财务决策的人,β受体阻滞剂似乎有所帮助。”
该药物也可能在其他情况下有用。例如,中风后,人们可能会变得异常多动或具有攻击性,有时甚至威胁亲人,Elkind说。“β受体阻滞剂可以帮助再次消除这种症状。它降低心率,降低血压。但同时,它也对情绪和大脑产生影响。”当心脏不“大喊大叫”时,大脑就能更清晰地倾听。
GLP-1激动剂药物(如Ozempic和Wegovy)的大规模采用也对心脑轴产生了意想不到的影响。这些药物通常会导致显著的体重减轻,从而降低心血管疾病的风险。但去年发表的一项研究表明,体重减轻本身并不能完全解释这些药物的益处。Viswanathan说,它们似乎能减少低度炎症,因此,随着时间的推移,它们可以防止心脑连接中重要血管的损伤,并帮助两个器官之间的血液流动。这减轻了心脏的压力,因为它获得了足够的血液来泵送到全身,因此心脏病风险降低。
未来,每个人都可能服用GLP-1药物以延长寿命,他说。“健康、体重正常的人是否会常规服用它们,取决于长期安全性、成本和需求,但该领域确实在朝这个方向发展。新兴研究表明,它们可能带来远远超出体重控制的好处,包括代谢稳定、抗炎效果、情绪健康改善,甚至潜在的认知增强。”
除了医疗用途之外,保持强大的心脑连接的好处还延伸到日常生活中。以做出更好的决策为例:研究人员测试了一种常见的内感受训练形式,要求人们在不触摸脉搏的情况下数自己的心跳,然后将他们的感知与视觉读数或与真实心跳同步的提示音进行比较。随着时间的推移,这种比较使他们能够识别哪些内部感觉可靠地标志着心跳,从而改善情绪调节,帮助他们做出更理性的决策。
与此同时,2020年的一项研究发现,接受一周训练的志愿者改善了内感受准确性,感觉“基线”焦虑减少,并在模拟赌博任务中做出了更明智的决策。最近,2023年的研究表明,内感受训练显著提升了情绪调节和情绪自我意识。扫描图像显示,大脑中负责内感受、情绪调节和认知某些方面的脑岛区域连接性增强。
Garfinkel说,这种训练对神经差异人士也大有裨益。“我收到过自闭症和ADHD患者的电子邮件,说即使只是了解‘内感受’这个词就改变了他们的生活,”她说。“有一个人认为自己是个精神病患者,因为他不知道自己是否感觉到了正确的东西。但实际上,我们能够说他可能只是对自己身体的信号缺乏洞察力。”
其他认知益处也在浮现。去年,研究人员报告称,在一项赌博任务中,不仅心率在整个过程中更灵活地反应预示着良好的决策,而且心脏活动还与认知表现的许多方面相关。那些副交感神经系统(负责减慢快速心跳)激活更强的人,被发现思维更灵活,工作记忆得分更高,并且是更有效的规划者。
“我们观察到的情况令人震惊,”意大利罗马大学Sapienza的合著者Maria Casagrande说。“心脏更高效适应的人,其大脑似乎也更高效适应。这表明认知不仅来自大脑——它更像是大脑和身体之间的动态对话。一种思考方式是,心脏和大脑作为一个协调系统的一部分运作。灵活的心血管系统可能提供生理稳定性,使大脑保持响应、专注,并在情况变化时能够调整行为。”
我们也可以物理上“破解”这个轴心,Elkind说。去年的一项研究使用电极刺激迷走神经,表明通过这种方式激活副交感神经系统可以创造更平静的生理状态。
你甚至可以在家中尝试相同的低技术版本:冥想中使用的呼吸技巧,称为“蜂鸣式呼吸法”(bhramari pranayama),在呼气时产生轻柔的嗡嗡声。“这种简单的嗡嗡声激活了副交感神经系统,有助于降低心率,增加心率变异性,并降低压力,”Garfinkel说。当这个系统被激活时,身体会进入一种恢复状态,减少炎症,促进生理恢复。
利用这些见解的力量具有巨大潜力。“我们正在进入一个科学的新时代,我们将整个系统一起看待,”Garfinkel说。心脏病专家和神经学家将不得不开始合作,Viswanathan说,因为心脏和大脑不能再被孤立地考虑。“我们现在明白,如果你照顾心脏,你就在照顾大脑,反之亦然,”他说。
几个世纪以来,我们一直在问应该相信心脏还是头脑。现在,更好的问题是,我们为什么一开始就把它们分开了。
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