急性低氧应激下全脑神经元激活图谱解析：c-Fos免疫荧光揭示小鼠认知与生理适应的神经机制

为解决急性低压低氧暴露导致的认知功能障碍与生理适应机制不明的问题，北京基础医学研究所团队通过c-Fos免疫荧光技术系统绘制了6000米海拔24小时暴露下小鼠全脑神经元激活图谱。研究发现脑干核团（DVC/VRG/LPB）超激活驱动心肺代偿，而前额叶（mPFC）、海马齿状回（DG）等高级脑区低激活与认知损伤相关，首次建立了低氧响应神经网络的时空特征框架，为高原疾病防治提供新靶点。

　　

高原环境引发的低氧应激不仅导致急性高山病，更会引发注意力下降、记忆损伤等认知功能障碍，但背后的神经机制始终是未解之谜。过去研究多聚焦单一脑区，缺乏系统性视角，而不同脑区对低氧的敏感性差异更使得机制解析困难重重。北京基础医学研究所的研究团队通过创新性的全脑尺度研究，首次绘制出急性低压低氧暴露下小鼠神经元的"激活地图"，揭示了从脑干到前额叶的级联响应规律。

研究人员采用模拟6000米海拔（氧分压9.5±0.1 KPa）的低压舱对C57BL/6J小鼠进行24小时急性暴露，通过c-Fos免疫荧光染色（神经元激活标志物）结合全脑切片扫描技术，定量分析了19个关键脑区的激活变化。实验聚焦心肺调节（DVC/VRG/LPB）、注意力（mPFC/LC/DRN）、记忆（DG/CA1/CA3）、情绪（BLA/CeA）和奖赏（NAc/VTA）相关神经环路，采用奥林巴斯VS200数字扫描系统和ImageJ细胞计数进行标准化分析。

脑干核团超激活驱动生理代偿

研究发现脑干迷走神经背核（DVC）、腹侧呼吸组（VRG）和外侧臂旁核（LPB）的c-Fos⁺细胞密度显著增加。其中DVC通过迷走神经调控心肺代偿，而LPB的FoxP2⁺神经元可能通过调节呼吸节律缓解缺氧，这解释了高原环境下的心动过速和呼吸急促现象。

前额叶低激活预示执行功能障碍

与注意力相关的内侧前额叶皮层（mPFC）、前扣带回（ACC）和岛叶皮层（IC）出现显著抑制，而蓝斑核（LC）去甲肾上腺素能神经元活性降低进一步削弱警觉性。有趣的是，中缝背核（DRN）的5-HT神经元却异常活跃，研究者推测这是对低警觉状态的代偿性调节，通过5-HT_2A受体维持呼吸驱动。

海马齿状回选择性脆弱

记忆相关脑区中，背侧和腹侧齿状回（DG）神经元激活显著降低，而CA1/CA3区保持稳定。DG作为神经发生热点，其能量代谢敏感性和突触可塑性损伤可能是记忆编码障碍的关键。这种亚区差异提示低氧对海马微环路的非均匀影响。

情绪与奖赏环路失衡

中央杏仁核（CeA）异常活跃与焦虑情绪相关，而伏隔核（NAc）和尾壳核（Cpu）的抑制则对应动机下降。值得注意的是，虽然黑质（SN）和腹侧被盖区（VTA）多巴胺神经元活性未变，但下游纹状体信号受阻，这种"解耦"现象可能是高原快感缺失的神经基础。

这项发表于《IBRO Neuroscience Reports》的研究首次构建了急性低氧的全脑响应图谱，不仅阐明生理代偿与认知损伤的神经基质分离现象，更发现DRN-LC的协同失衡、DG-CA1/CA3的差异敏感等新机制。这些发现为开发针对高原认知障碍的靶向干预策略提供了理论依据，如通过调节LPB的CGRP⁺神经元改善警觉性，或稳定DRN的5-HT传递缓解情绪障碍。未来研究可结合在体钙成像等技术，动态追踪低氧适应过程中神经环路的时空演化规律。