Nature新研究挑戰臨床醫學傳統認知

　　在發表于5月25日《自然》（Nature）雜志上的一篇論文中，南卡羅來納州醫科大學(MUSC)的研究人員報告稱，發現在感官刺激過程中，并未精確“調整”血流量增加以響應局部的神經活動，由此挑戰了血管和局部神經反應緊密聯系這一長期以來持有的觀點。

　　許多腦成像技術都是依賴于血流和血氧的變化，包括功能性磁共振成像(fMRI)技術，它們均假定血管改變反映了局部神經活動成比例的變化。

　　論文的資深作者、南卡羅來納州醫科大學神經科學系副教授Prakash Kara博士說：“由于沒有充足的血液可同時輸送到大腦各處，提供支持神經活動所需最佳水平的氧氣和葡萄糖，人們普遍認為大腦具有一個內置的自動調控機制隨著神經活動的增強，增加進入一些區域的血流量。”

　　但這種自動調控有多么的精確？通常在大約一毫米的分辨率下，fMRI信號代表了許多血管中平均的血流量。在動物模型中采用微米級分辨率的雙光子成像，南卡羅來納州醫科大學研究小組同時研究了單個血管中的血流量及神經活動。

　　在高級哺乳動物中，視覺皮層的神經元被組織成縱列，每個縱列專門響應一個特定的刺激方向。例如，響應“水平”刺激的神經元定位在一個縱列，響應“垂直”刺激的神經元定位在另一縱列。當一個縱列中專門的神經元響應水平刺激時，如果血管和神經反應是一致的，可以預期附近的血管將會做出反應，擴張自身并增加局部的血流量。

　　相反地是，Kara和同事們證實，盡管血流量確實隨神經活動增加，它也可以響應不引起局部神經活動的某些感官刺激。

　　為了闡明這種“過剩擴張”和由此導致的血流量增加，Kara和同事們提出了一種假設。Kara說：“局部、選擇性神經活動觸發的血管擴張沒有保持完全的局域化。從大腦深部的血管開始，這種擴展沿著血管壁傳播到了表面血管處，然后向下持續傳播至進入鄰近縱列的其他血管。”

　　似乎血流和局部神經活動并沒有緊密地關聯，因此諸如fMRI一類的血液動力學成像技術或許僅“含糊”代表了潛在的神經活動。

　　關于fMRI消息則喜憂摻半。好消息是，最強的血管反應匹配附近最強的神經活動，表明fMRI可告訴我們關于大腦某區域總體功能的許多信息。壞消息則是，fMRI永遠無法精確繪制神經回路。

　　Kara謹慎表示，要需要開展更多的研究工作，尤其是要探究“剩余擴展”這一原理的普遍性和響應其他形式感官刺激的血流量。“在利用極高分辨率成像解開神經血管偶聯空間精度方面，我們的研究小組還只是邁出了第一步，但卻是非常重要的一步，”Kara說。