从汽车的发动机到笔记本电脑的部件,机械系统在工作强度加大时往往会升温。现在,新的研究表明,大脑也是如此——而且它的运行温度比之前想象的要高。
一项新的研究表明,大脑深处的某些部分的温度可高达 40 °C (104 °F),尽管这会因性别、一天中的时间和各种其他因素而异。与人体的平均口腔温度相比,该温度通常低于 37 °C (98.6 °F)。
研究人员认为,这并不是故障的迹象,实际上可能是大脑运行健康的证据。不寻常的热信号将来可能会被用来寻找大脑损伤或紊乱的迹象。
随时间变化的大脑温度动画。 (N Rzechorzek/MRC LMB/Brain)
“对我来说,我们的研究最令人惊讶的发现是,健康的人脑可以达到被诊断为身体其他任何地方,”生物学家约翰·奥尼尔说来自英国医学研究委员会(MRC)分子生物学实验室。
“过去曾在脑部受伤的人身上测量过如此高的体温,但人们一直认为这是脑部受伤造成的。”
此前,对脑损伤患者进行的测量是科学家们对大脑温度的主要了解,这与捕捉日常生活中大脑的状态不同。
在这里,研究小组使用了一种名为磁共振波谱 (MRS) 的技术(通过磁场测量化学模式),以无创方式测量 40 名年龄在 20 岁至 40 岁之间的健康志愿者的大脑温度。更重要的是,他们将这些信息与昼夜节律和一天中的时间数据结合起来。
研究人员发现,大脑的平均温度为 38.5 °C (101.3 °F),比舌下温度高出 2 度多。根据一天中的时间、大脑区域以及参与者的年龄、性别和月经周期注意到变化。
女性大脑平均比男性大脑温度高约 0.4°C (0.72° F),这很可能是由于月经周期所致,而记录的最高大脑温度为 40.9 °C (105.6 °C)。每日变化平均约为 1 °C (1.8 °F),大脑外部通常较凉爽。
“我们发现大脑温度在晚上入睡前会下降,而在白天会上升。”奥尼尔说。 “有充分的理由相信这种日常变化与长期的大脑健康有关——我们希望接下来调查这一点。”
研究人员已经能够利用他们的工作来制作大脑的 4D 温度图。他们希望它可以作为健康大脑应该是什么样子的参考指南——尽管需要从更大的人群中收集更多的数据才能使其真正有用。
对 114 名遭受过创伤性脑损伤 (TBI) 的人进行的进一步测试表明,在这些情况下,大脑温度变化更大,从 32.6 °C 到 42.3 °C(90.7 °F 到 108.1 °F)。
大脑温度节律与 TBI 存活率之间似乎也存在某种联系,尽管这方面还需要更多研究。
再加上另一个观察结果,即大脑温度似乎随着年龄的增长而增加,调节这个温度似乎可能是大脑健康的关键,也是在严重脑损伤的影响下生存的关键。温度节律也可能可用作检查未来大脑疾病风险的生物标志物。
“每日脑部温度节律与 TBI 后的生存率密切相关,这表明全天候脑部温度测量具有巨大的临床价值,”神经学家 Nina Rzechorzek 说来自 MRC 分子生物学实验室。
该研究发表于脑。