eLife：协调血管活动可能与更好的大脑表现有关

我们的大脑真的很神奇。它们可以在很少的能量供应下处理大量的信息。我们的大脑可能通过血管扩张来做到这一点，这可以增强能量循环并清除浪费的物质。最近，一个研究小组开发了一种容易观察和监测这种现象的方法。

　　

与计算机相比，大脑可以在非常低的净能量供应下进行计算。然而，我们对生物大脑如何管理能量的理解仍然不完整。然而，我们所知道的是，血管的扩张和收缩循环，或血管运动，自发地发生在大脑中，这一过程可能有助于加强能量营养物质的循环，并清除浪费的物质。

现在，日本东北大学的研究人员已经开发出一种方法，可以很容易地观察和监测小鼠大脑中的血管动态。这既可以通过完整的小鼠头骨来实现，也可以通过植入的光纤深入大脑。

研究结果详细发表在2024年4月17日的《eLife》杂志上。

由于有报道称感觉刺激可引起血管扩张或充血，研究人员试图通过给小鼠视觉刺激来诱导血管舒缩。他们发现，当向小鼠展示每2到3秒改变方向的水平移动条纹图案时，它会在小鼠的血管中引起与图案速度相匹配的反应。

小鼠接受15分钟的视觉训练，中间穿插1小时的休息时间，每天4次。间隔训练后，同步血管运动的幅度逐渐增大。有趣的是，视觉诱导的血管舒缩并不局限于负责视觉信息处理的大脑皮层区域。换句话说，同步的血管运动遍及整个大脑。

“同步的血管运动可以被缓慢振荡的视觉刺激所引导，”日本东北大学超级网络脑生理学实验室的Ko Matsui教授说，他领导了这项研究。“这种循环机制的增强可能有利于大脑的信息处理能力。”

虽然人们早就知道神经元连接的变化支持学习和记忆，但血管舒缩的可塑性以前还没有被描述过。Matsui和他的同事们发现，一种特定的视觉模式会使眼睛运动得更多，而这种眼球运动的改善取决于大脑小脑的变化。研究人员还观察到，小脑的血管活动与这种光动力运动学习同步。

该研究的首席研究员Daichi Sasaki认为，同步血管运动可以有效地输送氧气和葡萄糖，从而提高学习能力。他说:“我们的下一步是探索血管运动同步的优势。它可能有助于清除淀粉样蛋白等废物，有可能延缓或预防痴呆症。冲程恢复也可能受益于更好的能源供应和废物清除。此外，同步血管运动甚至可能提高我们的智力，超出我们的自然能力。”