▎药明康德内容团队编辑
人在兴奋激动的时候做出一些不太理智的行为,常被说成“头脑发热”。然而,科学家们最近通过测量“脑温”发现,健康正常的人脑其实比我们过去以为得更热,与正常体温相比,大脑的确经常处于“发热”状态。
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比起测量体温,测量“脑温”显然要困难得多,毕竟我们一般情况下不太可能把温度计插入大脑——也有例外,偶尔有头部严重受伤的病例,出于治疗的需要,医生会将高灵敏度的探头放入患者大脑直接监测温度的变化。不过,这种情况下测出的脑温,并不能代表健康人的大脑。
现在,借助磁共振扫描仪(MRI),英国剑桥MRC分子生物学实验室的研究人员用一种叫做磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy)的技术对健康成年人大脑的多个部位进行无创测温,并且通过连续多次测量,确定了人脑温度的变化范围。
▲研究结果近日发表在专业学术期刊Brain上
这项研究发现,人脑的正常温度在36.1°C至40.9°C之间,平均脑温为38.5℃。相比通过口腔读取的体温(平均36℃),脑温要高出2.5°C,清楚地表明了“烧脑”的真相。
至于为什么大脑的温度会这么高,研究人员认为不难理解,毕竟我们知道大脑是个代谢活性很高的器官。
大脑的温度不仅比人们过去以为的更高,而且还一直在变,变化幅度也超出了研究者的预期。这些变化与性别、年龄、大脑区域、生物钟(一天里的不同时间段)以及女性的月经周期都有关。
▲这项研究为健康成年人构建出了一张显示大脑温度变化的4D图(图片来源:参考资料[1])
研究人员比较了20名男性和20名女性的大脑温度差别,发现女性大脑平均而言更热一点,比男性大脑约高0.4°C。这种性别差异很可能与月经周期有关,因为大多数女性在月经周期的后半阶段,也就是排卵后的黄体期,大脑温度要比前半阶段高出近0.4°C。
大脑的温度在一天中的不同时间也有波动。研究人员在上午、下午和晚上分别进行了测量,发现脑温一天内的变化幅度近1℃:夜间降温,白天则会上升,下午观察到的温度最高。研究人员解释说,这可能是因为当我们睡觉时,有更多的血液流向大脑,帮助它降温。这或许也再次提醒了我们睡眠的重要性:避免CPU长期过热。
结果还显示,在这些20岁到40岁的参与者中,年龄越大,脑子越热,20年增加0.6℃。其中,温度变化最显著的是位于大脑深处的丘脑,这个部位也是整个大脑中相对温度较高的区域。
研究人员提出,大脑的降温能力或许会随着年龄增长而减弱,这值得进一步考察这种变化是否与老年人更容易出现脑部疾病有关。
▲研究人员在大脑中选择了80个区域进行测量,包括位于大脑深处的下丘脑(Hypo)和丘脑(Thal)(图片来源:参考资料[1])
关于大脑温度的这些新发现,或将为治疗和护理脑损伤患者的方式带来改变。
在这篇论文中,研究人员还同时分析了100多名中度至重度创伤性脑损伤(TBI)的患者,比较了他们的大脑温度数据。发现这些患者的大脑温度平均值和健康人相近,但温度范围更大。“医生有时会尝试给脑损伤患者降低温度,因为他们担心高温有害,这种方法可能需要修改。 ”这项研究的负责人Nina Rzechorzek博士说道。
一个更显著的差异表现在大脑温度每天的节律变化——仅有1/4的患者有每日节律变化。这种节律变化还和患者的生存率密切相关:大脑温度缺少节律变化的创伤性脑损伤患者,高达27%会在重症监护时期死亡,相比之下,仍有大脑温度节律变化的患者在重症监护时期死亡率是4%。
“这些数据表明,全天候的脑温测量具有很大的临床价值。” Rzechorzek博士补充说,“我们的工作也为未来的研究打开了一扇门,比如在痴呆症等几种年龄相关的脑部疾病中,大脑温度每日节律的中断是否可以作为早期生物标志物。”
参考资料:
[1] Nina M. Rzechorzek et al., (2022) A daily temperature rhythm in the human brain predicts survival after brain injury. Brain. Doi: https://doi.org/10.1093/brain/awab466
[2] Healthy human brains are hotter than previously thought, exceeding 40 degrees. Retrieved June. 14, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/955387
来源:科普中国