创伤性脑损伤创造了新的神经通路

塔夫茨大学医学院的研究人员开发了成像技术，可以记录恢复后最初几周整个大脑的神经元活动。他们发现，严重到影响大脑功能的头部损伤(例如由车祸或突然跌倒引起的头部损伤)会导致撞击部位以外的大脑发生变化。在创伤性脑损伤的动物模型中，研究人员发现两个半球共同努力形成新的神经通路，试图复制那些丢失的神经通路。

研究人员写道：“创伤性脑损伤(TBI)是年轻人死亡的主要原因，可能导致认知和运动功能障碍以及大脑区域之间的功能连接中断。”“在人类TBI患者和TBI啮齿动物模型中，受伤后功能连接会降低。TBI后连接性的恢复与认知和记忆的改善相关，这表明连接性和功能结果之间存在重要联系。我们使用同步宽场中尺度GCaMP7c钙成像和皮质电图(ECoG)对使用TBI受控皮质冲击(CCI)模型受伤的小鼠进行了TBI后功能连接的广泛改变。”

第一作者、医学院神经科学博士生萨曼莎·博顿-坦泽(SamanthaBottom-Tanzer)表示：“即使是远离受伤部位的区域，随后也会立即出现不同的表现。”“创伤性脑损伤研究往往集中在损伤区域，但这项研究很好地证明了整个大脑都可能受到影响，远端区域的成像可以提供有价值的信息。”

Bottom-Tanzer及其同事首次使用一种成像技术，结合神经元活动荧光传感器和电极来记录脑损伤后大脑有多少部分相互交谈。研究小组追踪了小鼠受伤后长达三周的运动和休息期间的神经活动。

“无论是集中注意力还是行走，大脑都会根据你正在执行的任务来切换状态，”资深作者、医学院教授兼神经科学临时主席克里斯·杜拉博士说。“在脑外伤后，这种能力不再那么强大，这表明此类事件正在以我们尚不了解的方式损害大脑切换状态的方式。”

“我们从数据中可以看到，大脑对于如何完成所有这些复杂任务有新的解决方案，”他补充道。

研究人员预测，在患者进行各种活动时对其大脑进行成像可以更好地查明某人可能如何受伤或哪些功能受到影响，从而改善个人的治疗。

“这项研究强调了损伤如何影响动态且不断变化的大脑的复杂性，”巴顿-坦泽说。“大多数人认为大脑处于一种状态，但我们的数据表明存在波动，这可能为探索物理治疗、言语治疗等不同干预措施提供机会。”

Bottom-Tanzer、Dulla和同事计划研究创伤性脑损伤后恢复后更长时期内神经活动的变化。

“即使是远离受伤部位的区域，随后也会立即表现出不同的表现，”巴顿-坦泽说。“创伤性脑损伤研究往往集中在损伤区域，但这项研究很好地证明了整个大脑都可能受到影响，远端区域的成像可以提供有价值的信息。”