人体体温调节期间自主神经控制的分布式神经基质：交感神经与副交感神经支配的脑网络构型

《Brain Topography》：Distributed Neural Substrates for Autonomic Control During Human Thermoregulation: Brain Network Configurations of Sympathetic and Parasympathetic Innervation

　　

摘要

交感与副交感神经支配期间的自主神经控制对人体体温调节至关重要。交感神经与副交感神经系统通过不同的外周通路进行支配，而这种区分被认为也会延续到中枢神经系统。然而，大脑功能通常通过分布式网络架构来实现，虽然分布式处理可能适用于人体体温调节期间的自主神经控制，但从未通过活体信号加以证实。在此，我们展示了在体温调节挑战期间，交感或副交感神经支配引发了一种包含共有（交感∩副交感）与不相交[（交感 \(\:\wedge\:\:\(\:\neg\:\:\)副交感）和（副交感 \(\:\wedge\:\:\(\:\neg\:\)交感）]的跨连接组网络配置。在参与者接受全身体温调节范式的期间采集了fMRI数据，该范式交替安排交感神经（全身冷却）和副交感神经（全身复温）支配的时段。从fMRI时间序列信号中，估算了一个262区域连接组（跨越大脑和脑干的34,191个区域对）中由条件诱发的功能性连接变化。结果证实了（a）自主神经控制存在广泛的功能性基质，同时伴随着（b）岛叶与脑干的不相交基质（分别与内感受和处理稳态相关）。交感神经支配主要引发协同网络交互，而副交感神经支配引发协同与拮抗交互的平衡。这些结果首次证明，人体体温调节期间的自主神经控制依赖于分布式脑网络交互，其中这些交互部分对面向外部的交感神经需求和面向内部的副交感神经需求具有敏感性。