然而,受伤的大脑在跑步和休息期间的活动与健康的大脑明显不同。
令人惊讶的是,他们在运动和静止时并没有表现出明显的脑电波模式,这正是研究人员所期望的。
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资深作者、医学院神经科学教授兼临时主席克里斯·杜拉说:“无论是集中注意力还是走路,大脑都会根据你正在做的任务切换状态。”
“创伤性脑损伤后,这种能力就不那么强了,这表明此类事件正在以一种我们尚不了解的方式损害大脑切换状态的方式。”
他补充说:“我们从数据中可以看到,大脑对于如何完成所有这些复杂任务有了新的解决方案。”
这种可塑性具有临床意义。据美国疾病控制与预防中心报道,创伤性脑损伤通常会导致长期的健康问题,每年导致数万美国人死亡。
研究人员预测,在病人进行各种活动时对他们的大脑进行成像,可以更好地确定病人是如何受伤的,或者哪些功能受到了影响,从而提高个人的治疗效果。
“这项研究强调了损伤如何影响动态和不断变化的大脑的复杂性,”Bottom-Tanzer说。
“大多数人认为大脑处于一种状态,但我们的数据表明存在波动,这可能为探索物理治疗、语言治疗等不同干预措施提供机会。”
展望未来,Bottom-Tanzer、Dulla和同事们计划在更长的恢复期内研究创伤性脑损伤后神经活动的变化。
他们还将探索如何使用他们的成像技术来识别大脑活动的变化,这些变化可能转化为特定类型的功能障碍或与疾病的长期结果相关。
塔夫茨大学医学院(Tufts University School of Medicine)的科学家们最近在《大脑皮层》(Cerebral Cortex)杂志上报告说,严重到足以影响大脑功能的头部损伤,比如车祸或突然跌倒造成的损伤,会导致大脑在受冲击部位之外发生变化。
在创伤性脑损伤的动物模型中,研究人员发现,两个大脑半球共同努力,形成新的神经通路,试图复制那些丢失的神经通路。
“即使是远离受伤的区域,在受伤后也会立即表现出不同的行为,”第一作者萨曼莎·波顿-坦泽说,她是医学院神经科学专业的医学博士/博士生。
“创伤性脑损伤研究往往侧重于损伤区域,但这项研究很好地说明了整个大脑都可能受到影响,而远端区域的成像可以提供有价值的信息。”
Bottom-Tanzer和他的同事们是第一个使用一种结合神经元活动荧光传感器和电极的成像技术来记录脑损伤后大脑中有多少部分相互交流的人。
研究小组在受伤后的运动和休息期间对老鼠的神经活动进行了长达3周的追踪。
尽管脑损伤后神经元间的整体连通性下降,但所有小鼠都能正常使用运动轮。
然而,受伤的大脑在跑步和休息期间的活动与健康的大脑明显不同。
令人惊讶的是,他们在运动和静止时并没有表现出明显的脑电波模式,这正是研究人员所期望的。
资深作者、医学院神经科学教授兼临时主席克里斯·杜拉说:“无论是集中注意力还是走路,大脑都会根据你正在做的任务切换状态。”
“创伤性脑损伤后,这种能力就不那么强了,这表明此类事件正在以一种我们尚不了解的方式损害大脑切换状态的方式。”
他补充说:“我们从数据中可以看到,大脑对于如何完成所有这些复杂任务有了新的解决方案。”
这种可塑性具有临床意义。据美国疾病控制与预防中心报道,创伤性脑损伤通常会导致长期的健康问题,每年导致数万美国人死亡。
研究人员预测,在病人进行各种活动时对他们的大脑进行成像,可以更好地确定病人是如何受伤的,或者哪些功能受到了影响,从而提高个人的治疗效果。
“这项研究强调了损伤如何影响动态和不断变化的大脑的复杂性,”Bottom-Tanzer说。
“大多数人认为大脑处于一种状态,但我们的数据表明存在波动,这可能为探索物理治疗、语言治疗等不同干预措施提供机会。”
展望未来,Bottom-Tanzer、Dulla和同事们计划在更长的恢复期内研究创伤性脑损伤后神经活动的变化。
他们还将探索如何使用他们的成像技术来识别大脑活动的变化,这些变化可能转化为特定类型的功能障碍或与疾病的长期结果相关。
参考:
创伤性脑损伤破坏状态依赖功能Nal皮质co小鼠模型的连通性
——(https://academic.oup.com/cercor/article-abstract/34/2/bhae038/7607167?redirectedFrom=fulltext)
Source-Eurekalert