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毫不誇張地說，大腦可能是最需要氧氣的器官。別看腦子體積不大，實際上它消耗的氧氣可以占人體總攝氧量的20%，大腦供血中斷幾秒人就會失去意識，缺氧數分鐘就可能致命。
按常理說，如此需要氧氣的大腦應該時刻保持充足的氧氣供給吧？
不！其實「缺氧」才是大腦的常態！怪不得上班經常腦袋暈暈
今日，哥本哈根大學科學團隊在【科學】雜誌發文，研究者們利用的全新的成像技術記錄了小鼠清醒狀態下大腦的供氧情況，發現大腦竟然存在自發的、間歇的缺氧區域。
大腦缺氧經常與認知下降聯系到一起，不過別慌，研究者們還發現，運動能夠將缺氧負擔減少52%！
論文題圖
這麽大的事兒，怎麽今天才發現啊？
其實對大腦做氧成像難度還是比較高的，既往方法時空靈敏度比較低，很難精確地記錄。研究者們開發了一種新方法（GeNL），利用了星形膠質細胞表達的酶與發光受質作用，訊噪比很低，能夠記錄活體動物的皮質氧張力（PO2）。
總之先來看點美麗動圖。
成像原理
隨著氧張力變化生物發光強度（BLI）變化
將小鼠呼吸的氧氣濃度從20%增加到40%，生物發光強度（BLI）增加了200%，氧濃度降至50%，BLI也下降50%。
連續監測麻醉小鼠大腦BLI，研究者發現了有趣的現象。
在靜息狀態下，小鼠大腦的氧張力竟然是高度動態化的，經常表現出局部瞬時的氧張力下降，持續時間從幾秒到幾分鐘不等
。反映在圖表上，這種短暫缺氧的曲線邊緣清晰變化急劇，研究者把它稱為
缺氧口袋（hypoxic pockets）
。
小鼠腦內常見缺氧口袋
這明明滅滅的光，就是腦子在缺氧……
缺氧口袋的出現其實相當頻繁，在20分鐘的記錄中，缺氧口袋就出現了200±22次，覆蓋面積達到觀察視野的2.43%±0.02%，缺氧口袋的持續時間平均48.2±1.0秒。
這個持續時間遠小於之前常用氧成像方法的成像間隔，難怪之前都沒有相關發現。
缺氧口袋經常在同一個位置反復出現，經研究者計算，大約每7分鐘，在同一個位置就會出現一次缺氧口袋。
在缺氧口袋期間，小鼠腦氧張力可低達11mm Hg，已經低於18mm Hg的皮層缺氧閾值了。
研究者發現，缺氧口袋更常出現在小靜脈附近，且與局部血紅蛋白濃度變化有關，研究者猜測缺氧口袋的出現與局部毛細血管流動缺失有關。
血管舒張可以短暫地增加血流量，那麽這是否能減少缺氧口袋呢？研究者透過提升二氧化碳濃度誘導小鼠血管舒張，發現這的確能夠將氧張力提升118.4±0.3%，每平方毫米每秒出現的缺氧口袋從3.9±0.1個降低到了2.3±0.1個，二氧化碳濃度降低後數量又回升到4.7±0.1個。
使用異氟烷擴張血管也能夠起到類似的效果。
高碳酸血癥和異氟烷都可以擴張血管、減少缺氧口袋
以上數據來自麻醉小鼠，清醒小鼠又如何呢？
成像結果顯示，
清醒小鼠缺氧口袋數量比麻醉小鼠少17%，持續時間相對更短、振幅不變，但是這些缺氧口袋的面積卻增加了41%
。
醒著怎麽不是一種昏迷呢
研究者認為，在清醒狀態下氧張力表現出了更高的動態性，可能反映了清醒狀態下更高水平的神經元活動和血流變化。
綜合缺氧口袋的面積、持續時間和振幅計算缺氧負擔，研究者發現，與靜息狀態的清醒小鼠相比，跑步中的小鼠缺氧負擔減輕了52%。
不是，跑步不耗氧的嗎，這下氧氣越少氧氣越多了。
不過，研究者嘗試刺激了麻醉小鼠的胡須，這能啟用毛細血管充血，也能減少35%的缺氧口袋。陷入沈思……睡覺的時候撓我癢癢是否可以給大腦充氧……
總之，我現在覺得腦子好像不能呼吸了，寫完這段就出去跑一下下……
參考資料：
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn1011
本文作者丨代絲雨
