绘制大脑废物清除通道图证实淋巴流动

长期以来，科学家们一直在思考大脑中清除代谢废物的通路网络。这些废物包括淀粉样蛋白和tau等蛋白质，这些蛋白质已被证明会在阿尔茨海默病患者的大脑图像中形成团块和缠结。十多年前，罗彻斯特大学的科学家首次提出大脑中存在一个类似于人体淋巴系统(免疫系统的一部分)的废物清除通路网络。这些研究人员通过对活体小鼠的大脑进行实时成像证实了这一点。由于它依赖于大脑中的神经胶质细胞，他们创造了“淋巴系统”一词来描述它。现在，俄勒冈健康与科学大学(OHSU)的一项新研究揭示了人类中的这一网络。

研究结果发表在美国科学院院刊上，文章标题为“血管周围空间是人类脑脊液流动的管道：原理证明报告”。这项研究涉及俄勒冈健康与科学大学接受脑部手术的五名患者，提供了脑内血管周围空间网络(沿动脉和静脉的充满液体的结构)的成像。

“之前还没有人证明过这一点，”资深作者、医学博士、俄勒冈健康与科学大学医学院儿科(神经病学)副教授、俄勒冈健康与科学大学帕佩家庭儿科研究所神经科学科教员JuanPiantino说道。“我自己一直对此持怀疑态度，现在仍然有很多怀疑论者不相信这一点。这就是这一发现如此引人注目的原因。”

这项研究结合了惰性造影剂注射和特殊类型的磁共振成像，以辨别手术后12、24和48小时内脑脊液沿不同路径流动的情况。这项新研究明确揭示了人脑中存在有效的废物清除系统，支持推广生活方式措施和目前正在开发的药物来维持和增强大脑功能。

“这表明脑脊液不会像你把海绵放进一桶水一样随机进入大脑，”皮安蒂诺说。“它会通过这些通道。”

然而，科学家尚未通过人体成像来证实淋巴系统的存在。

这项新研究调查了2020年至2023年期间接受神经外科手术切除脑肿瘤的五名俄勒冈健康与科学大学(OHSU)患者。在每例病例中，患者均同意通过腰椎引流管注射含钆惰性造影剂，这是切除肿瘤的正常外科手术的一部分。示踪剂将随脑脊液进入大脑。

随后，每位患者在不同的时间点接受磁共振成像检查，以追踪脑脊液的扩散情况。

图像显示液体沿着路径流动——通过血管周围空间中清晰界定的通道。研究人员使用一种称为液体衰减反转恢复(FLAIR)的特殊MRI记录了这一发现。它还揭示了大脑中的钆示踪剂，而标准MRI序列则没有。

“这就是关键，”皮安蒂诺说。

“你实际上可以看到大脑中黑暗的血管周围空间变亮，”俄勒冈健康与科学大学医学院神经外科住院医师、医学博士、共同第一作者ErinYamamoto说道。“这与罗切斯特研究小组在小鼠身上展示的成像非常相似。”

科学家认为，这个通路网络可以有效地清除大脑在高能量工作中产生的代谢废物。

新兴研究表明药物可能有用，但对淋巴系统的大部分关注都集中在改善睡眠质量的生活方式上，例如保持规律的睡眠时间、养成放松的习惯以及睡前避免在卧室看屏幕。研究人员认为，尤其是在晚上深度睡眠期间，功能良好的淋巴系统可以有效地将废物蛋白质输送到大脑的静脉。

“人们认为这些血管周围空间很重要，但这从未得到证实，”皮安蒂诺说。“现在它已经得到了证实。”