血浆与血清BDNF在额叶皮层执行功能和记忆任务中的差异化神经调控机制

研究人员针对血浆BDNF(pBDNF)和血清BDNF(sBDNF)与额叶皮层功能的关联差异这一科学问题，通过fNIRS技术结合认知行为测试，首次揭示了pBDNF与左侧眶额叶和额极区神经活动呈正相关并显著预测情景记忆表现，而sBDNF仅在内源性注意任务中与全前额叶活动相关。该研究为BDNF生物利用度的功能差异提供了直接神经证据，对理解神经营养因子的脑区特异性调控机制具有重要意义。

　　

在神经科学研究领域，脑源性神经营养因子(BDNF)一直被视为大脑可塑性的"分子胶水"，但其在前额叶皮层的功能机制却笼罩着重重迷雾。更令人困惑的是，临床研究中常被混为一谈的血浆BDNF(pBDNF)和血清BDNF(sBDNF)，究竟是否具有不同的神经调控特性？这个问题的答案可能关乎我们对认知功能障碍疾病治疗靶点的选择。现有研究多聚焦于BDNF对海马记忆功能的影响，而对前额叶这一"大脑指挥中心"的关注严重不足，且普遍忽视两种BDNF形式的生物利用度差异。

来自英国伦敦大学学院(UCL)的研究团队通过创新性地结合功能性近红外光谱(fNIRS)和多时点认知评估，首次绘制出pBDNF与sBDNF在前额叶功能调控中的差异化图谱。研究招募23名健康成人，在3个时间点采集静脉血测定BDNF水平，并在第6周采用Artinis Brite MKII fNIRS系统监测6种认知任务（简单反应时、抑制、外源/内源注意、记忆编码/提取）中的前额叶血流动力学变化。通过相关分析和混合线性模型，揭示了两种BDNF形式与不同认知域神经活动的特异性关联。

关键技术包括：1）采用SIMOA超灵敏检测技术定量pBDNF/sBDNF浓度；2）配置24个长通道和2个短通道的fNIRS系统采集前额叶HbO₂/HbR信号；3）基于NIRS_SPM的通道定位方法将采集点映射至Brodmann分区；4）应用CBSI算法改进信号质量；5）建立包含心率、呼吸等协变量的广义线性模型分析任务相关脑激活。

研究结果显示，在情景记忆任务中，pBDNF水平与左侧眶额叶(BA11)和额极区(BA10)的CBSI-beta值呈显著正相关(R=0.41-0.58)，同时预测更快的记忆提取反应时和更低错误率。这种关联具有显著的任务特异性：在注意/抑制任务中，相同区域却呈现负相关模式(R=-0.41至-0.55)。功能定位分析发现，通道04（覆盖BA10/11交界区）在5/6任务中均显示显著关联，提示该区域可能是pBDNF调控的关键节点。相比之下，sBDNF仅在内源性注意任务中与双侧前额叶(BA10/46)和布洛卡区(BA45)活动正相关，在记忆提取时与布洛卡区活动负相关，但均不预测行为表现。

讨论部分指出三个重要发现：首先，pBDNF与情景记忆的正向关联支持其通过前额叶-海马环路调控记忆过程的假说，左侧优势化激活模式与言语记忆的神经基础相符。其次，任务依赖的关联方向反转可能反映pBDNF在不同认知需求下的代谢调节差异——记忆任务需要持续神经可塑性支持，而注意/抑制任务可能涉及更高效的资源利用。第三，sBDNF与语言相关脑区的选择性关联暗示其可能通过血小板释放机制间接影响语言处理网络。

该研究的创新价值在于：1）首次证实pBDNF而非sBDNF能直接预测前额叶依赖的认知功能；2）揭示BA10/11区作为BDNF调控的关键枢纽；3）为临床BDNF检测的样本类型选择提供实证依据。未来研究可探索BDNF水平干预对前额叶功能的调节作用，以及在精神分裂症、抑郁症等前额叶功能紊乱疾病中的应用潜力。这些发现将推动神经营养因子研究从"是否有效"向"何种形式对何类功能有效"的精准化方向迈进。