一項(xiàng)研究稱，一種新型設(shè)備可監(jiān)測(cè)大腦的類淋巴系統(tǒng)，這可能有助于研究人員應(yīng)對(duì)阿爾茨海默病。

華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院

5月28日

據(jù)近日發(fā)表于《自然-生物醫(yī)學(xué)工程》（Nature Biomedical Engineering）的一項(xiàng)研究，一種可監(jiān)測(cè)大腦廢物清除系統(tǒng)的新型設(shè)備或有助于預(yù)防阿爾茨海默病及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。論文題“用于持續(xù)測(cè)量腦實(shí)質(zhì)阻力的無(wú)線設(shè)備追蹤人類類淋巴功能”（A wireless device for continuous measurement of brain parenchymal resistance tracks glymphatic function in humans）。

研究于2025年5月27日發(fā)表在《Nature Biomedical Engineering》（最新影響因子：26.8）雜志上

研究中，參與者在睡眠時(shí)佩戴該設(shè)備：這是一頂嵌有電極的頭帽，可測(cè)量腦組織內(nèi)液體流動(dòng)變化、從睡眠到清醒狀態(tài)的神經(jīng)活動(dòng)，以及腦血管的改變。

研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)測(cè)量上述三項(xiàng)特征，可監(jiān)測(cè)大腦的類淋巴系統(tǒng)（Glymphatic system），該系統(tǒng)兼具廢物清除和營(yíng)養(yǎng)輸送功能。

基于動(dòng)態(tài)阻抗光譜法分析的類淋巴功能對(duì)實(shí)質(zhì)阻力的影響

這是研究者首次通過(guò)單一夜晚跟蹤，實(shí)時(shí)觀測(cè)不同睡眠階段個(gè)體類淋巴液流動(dòng)情況。此前，此類監(jiān)測(cè)僅能通過(guò)磁共振成像（MRI）在大學(xué)研究中心完成，而這種方法速度過(guò)慢，無(wú)法捕捉個(gè)體睡眠階段的細(xì)微變化。

“我們?cè)�假設(shè)該系統(tǒng)以某種‘開(kāi)關(guān)’模式運(yùn)作：睡眠時(shí)（尤其是慢波睡眠階段）開(kāi)啟，清醒時(shí)關(guān)閉，”研究合著者、華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院（University of Washington School of Medicine，UW Medicine）精神病學(xué)與神經(jīng)病學(xué)教授 Jeffrey Iliff 博士表示。

Iliff 補(bǔ)充道，這些假設(shè)基于其團(tuán)隊(duì)過(guò)去十年在嚙齒類動(dòng)物研究中獲得的數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)研究對(duì)象轉(zhuǎn)為人類時(shí)，研究結(jié)果令他們感到意外。

研究發(fā)現(xiàn)，類淋巴系統(tǒng)在深度睡眠和快速眼動(dòng)（REM）睡眠期間，甚至在人們醒來(lái)時(shí)都處于活躍狀態(tài)。這種清除功能并非像開(kāi)關(guān)一樣簡(jiǎn)單地開(kāi)啟和關(guān)閉，而是隨著睡眠時(shí)間的延長(zhǎng)而加速，然后在醒來(lái)時(shí)逐漸減緩，Iliff 指出。

“這使我們能夠監(jiān)測(cè)該系統(tǒng)與睡眠的關(guān)系，以及它在人類中如何受到睡眠中斷的影響——如果我們?cè)噲D理解這一生物學(xué)機(jī)制在臨床精神疾病和神經(jīng)疾病中所扮演的角色，這一點(diǎn)至關(guān)重要，” Iliff 稱。

他表示，此類發(fā)現(xiàn)意義重大，因?yàn)轭惲馨拖到y(tǒng)負(fù)責(zé)清除異常積聚的腦蛋白，而此類蛋白與阿爾茨海默病、帕金森病等疾患密切相關(guān)。

“這是開(kāi)發(fā)針對(duì)類淋巴功能療法的關(guān)鍵一步，” Iliff 說(shuō)，“若能研發(fā)改善類淋巴功能的藥物，或可治療或預(yù)防阿爾茨海默病等疾病。”

研究設(shè)備的技術(shù)原理圖及其輸出信號(hào)

該可穿戴設(shè)備由加州 Applied Cognition 公司研發(fā)，Iliff 提出其多項(xiàng)潛在應(yīng)用：可協(xié)助科學(xué)家明確類淋巴功能障礙是否為阿爾茨海默病、創(chuàng)傷性腦損傷及偏頭痛的誘因；指導(dǎo)開(kāi)發(fā)增強(qiáng)類淋巴功能的新療法；并識(shí)別最可能從新療法中獲益的高風(fēng)險(xiǎn)患者。

本研究于 2022 年 10 月至 2023 年 6 月間開(kāi)展，參與者在華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心-蒙特萊克院區(qū)（University of Washington Medical Center – Montlake）及佛羅里達(dá)大學(xué)（University of Florida）接受測(cè)試。佛羅里達(dá)州基準(zhǔn)研究納入 35 名參與者，西雅圖重復(fù)驗(yàn)證研究另納入 14 名參與者，所有參與者年齡介于 56 至 66 歲之間。

MRI 物理學(xué)家、前華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院診斷影像科學(xué)中心主任 Swati Rane Levendovszky 亦參與該項(xiàng)目，她現(xiàn)任職于堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（University of Kansas Medical Center）。

“此項(xiàng)研究對(duì)明確類淋巴功能障礙在阿爾茨海默病中的作用及發(fā)現(xiàn)救治療法具有里程碑意義，” Applied Cognition 首席執(zhí)行官 Paul Dagum 博士表示，“我們的平臺(tái)已在早期臨床試驗(yàn)中識(shí)別出一種有前景的藥物候選，可改善類淋巴清除功能。”

Iliff 實(shí)驗(yàn)室專注于研究類淋巴系統(tǒng)及其在阿爾茨海默病、創(chuàng)傷性腦損傷等神經(jīng)退行性疾病中的作用。

本研究由 Applied Cognition 資助，Iliff 曾擔(dān)任該公司科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)主席并獲取相應(yīng)酬勞。

創(chuàng)立于1946年的華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

Source：University of Washington School of Medicine

Scientists test real-time view of brain’s waste removal

Reference：

Dagum, P., Giovangrandi, L., Levendovszky, S.R. et al. A wireless device for continuous measurement of brain parenchymal resistance tracks glymphatic function in humans. Nat. Biomed. Eng (2025). https://doi.org/10.1038/s41551-025-01394-9

       原文標(biāo)題 : 科學(xué)家實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦廢物清除系統(tǒng)的實(shí)時(shí)觀察