科学家首次绘制了人脑的污水系统

经过多年的猜测,我们大脑“污水系统”的内部运作终于浮出水面。

在五个人类大脑的缝隙深处,科学家们首次对底层管道网络的动态复杂性进行了成像——以前在小鼠中见过,只在我们自己的物种中假设过。

这些发现支持淋巴系统的存在,科学家首先确定在 2012 年的小鼠大脑中。

该系统将沐浴在大脑外部的脑脊液 (CSF) 输送到内部,输送营养并去除废物——例如形成团块的蛋白质阿尔茨海默病疾病 – 来自脑组织。

自 2012 年以来,几项开创性研究已经表明淋巴系统也存在于人脑中,但没有看到液体从大脑外部移动到神经元之间的空间,这种想法仍然存在极具争议.

“我自己一直对此持怀疑态度,仍然有很多怀疑论者仍然不相信它。”来自 OHSU 的神经学家 Juan Piantino。

“这就是这一发现如此非凡的原因。”

Piantino 和他在 OHSU 的同事们率先对流入活人脑组织的无色液体进行了成像,并获得了结果支持以前的影像学研究这只是一个简短的快照。

这项研究是在五名接受脑部手术的成年人的同意下进行的,他们需要将他们的脑脊液转移到手术中。

在更换液体之前,科学家们用深色对比示踪剂对其进行标记。后来,一种特殊类型的磁共振成像绘制了液体在参与者大脑中的去向。

研究结果表明,人脑不会像海绵那样随机吸收脑脊液。相反,液体通过跟随血管的轨迹更深入地渗透到神经组织中。

这些明确定义的 CSF 通道实际上包裹在血管外部。这些“血管周围空间”的边界是由脑细胞形成的,脑细胞将它们的“端脚”粘在一起,形成一个可渗透的屏障。

图示意图说明了动脉周围 CSF 示踪剂的死后重新定位。(Mestre 等人,神经科学趋势, 2024)

一些科学家假设,正是这种膜使 CSF 能够与缓冲和支持我们的脑细胞的液体混合,从而提供营养并清除废物。

OHSU 神经外科医生 Erin Yamamoto核磁共振成像他们研究中的图像,“你实际上可以看到大脑中黑暗的血管周围空间随着时间的推移而变亮”,因为造影剂示踪剂流动得更深。

“这与成像非常相似......在小鼠中,“她增加.

这些 CSF 通道以前曾在人脑中成像,但由于 OHSU 的研究人员在手术后 12 小时、24 小时和 48 小时进行了 MRI 扫描,因此他们能够以前所未有的方式跟踪流体的动力学。

研究结果显示CSF 通道不是停滞的、充满液体的结构,而是“功能性管道”,促进“CSF 分配到大脑中”。

“人们认为这些血管周围空间很重要,但从未得到证实,”Piantino.

“现在它做到了。”

该研究发表在美国国家科学院 (PNAS.

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