呼吸是增加大脑氧气的关键

大学公园,爸爸。——一个国际研究小组认为，与公认的知识相反，当老鼠运动时，血液可以为它们的大脑带来更多的氧气，因为增加的呼吸作用会使更多的氧气进入血红蛋白。该小组认为这对所有哺乳动物都适用。

哈克大学杰出的神经工程和神经外科副教授、宾夕法尼亚州立大学神经科学研究所副主任帕特里克·j·德鲁说:“一般认为，哺乳动物的血液中总是充满氧气。”

这就意味着，为大脑提供更多氧气的唯一方法就是通过增加血液流量来为大脑提供更多的血液。研究人员对观察大脑氧含量是如何受自然行为影响的很感兴趣，尤其是运动。

德鲁说:“我们知道，人们在执行认知任务时会改变呼吸模式。”事实上，呼吸阶段锁定在手边的任务上。在大脑中，神经活动的增加通常伴随着血液流量的增加。”

然而，身体究竟发生了什么还不清楚，所以研究人员使用了可以选择在跑步机上行走或跑步的老鼠，并监测它们的呼吸、神经活动、血液流动和大脑氧合情况。

“我们预测脑氧合将取决于神经活动和血液流动，”工程科学与力学博士后张庆光(音)说。“我们预计，如果血流量减少，大脑额叶皮层的氧合会减少。

“这是我们以为会发生的事，但后来我们意识到，是呼吸作用在维持氧合。”

他解释说，唯一可能发生的情况是，运动使血液携带更多的氧气，这意味着血液通常不会完全充满氧气。

研究人员观察了躯体感觉皮层、额叶皮层(负责认知的区域)和嗅球(负责嗅觉的区域)的氧合作用，因为它们是大脑中最容易接触到的区域。

他们使用多种方法来监测呼吸、血流和氧合。他们还测试了氧合水平，同时抑制神经活动和血管扩张。

研究人员报告在今天(12月4日)出版的《自然通讯的“氧化坚持当神经活动和功能充血(血流量增加)被封锁,发生在组织和动脉大脑,并紧密与呼吸速率和呼吸周期的阶段。”

他们得出结论:“呼吸为调节脑氧合提供了一个动态的途径。”

凯尔·w·格雷斯(Kyle W. Gheres)也参与了宾州州立大学的这个项目，他是分子、细胞和综合生物科学专业的研究生;工程科学与力学博士生Ravi Kedrasetti;William D. Haselden，医学博士。医学科学家培训项目和神经科学研究生项目的学生。

该项目的其他成员包括研究生Morgane Roche;Emmanuelle Chaigneau，博士后研究员;还有Serge Charpak，神经科学教授，都在法国巴黎的医学研究所。

麦克奈特神经科学捐赠基金和美国国立卫生研究院支持了这项研究。