研究人员发现，丘脑中的特定神经元是处理来自心脏和肺部信号的关键，这为脑-体整合提供了见解。来源:SciTechDaily.com
北卡罗来纳大学医学院、西弗吉尼亚大学医学院和瑞士联邦理工学院的科学家们发现，大脑中特定的神经元积极参与处理心脏和呼吸信号。
人类的大脑不断地接收来自身体的信息，特别是来自心脏和肺等内部器官的信息。这些信息很少到达意识，但对于维持健康的身体和影响大脑的表现，包括感知、情感和认知，是至关重要的。现在，研究人员正在研究大脑如何准确地处理来自心脏和肺部的信息流，从而对脑-体整合以及由此产生的健康或疾病有更广泛的了解。
神经科学的突破性发现
他们的研究成果发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上，共同资深作者Vibhor Krishna医学博士，北卡罗来纳大学医学院神经外科副教授;医学博士、洛克菲勒神经科学研究所所长、西弗吉尼亚医学院神经科学副院长Ali Rezai;瑞士联邦理工学院认知神经科学实验室主任、医学博士奥拉夫·布兰科(Olaf Blanke)发现，丘脑中的特定神经元积极参与处理心脏和呼吸信号。
克里希纳说:“每一次心跳和每一次呼吸都为人类大脑创造了丰富的感官信息流。”然而，对大脑如何整合这些信息的更深入了解仍然难以捉摸。我们一直有兴趣发现人类大脑是如何实现心肺信息整合的，以及它的崩溃是否与临床观察到的大脑、心脏或肺部的任何疾病有关。”
多年来，临床和研究团队合作，在深部脑刺激手术中使用一种成熟的微电极记录技术，艰苦地研究这种整合。使用一种新的方法来研究三个不同丘脑区域的单个神经元，研究人员能够观察到丘脑和丘脑下神经元在处理心肺信号中的直接功能参与。这一信息有助于更好地描述大脑皮层下区域如何通过内部器官的功能途径处理信号。
神经学研究的先进技术
为了完成这项工作，研究小组在接受神经系统疾病治疗的患者进行深部脑刺激时利用了微电极记录。然后，研究人员使用这些记录来研究与心脏和呼吸功能相关的单个神经元在三个皮层下区域的活动:丘脑的腹侧中间核和腹侧尾侧核，以及丘脑下核。
他们发现，记录的神经元中约有70%受到心跳、心跳间隔或呼吸的调节。
作者写道，这些心脏和呼吸反应模式在时间和调节类型方面在神经元之间有很大差异。这些内脏神经元中有相当大比例(约30%)对一种以上的测试信号有反应，强调了丘脑下核和丘脑神经元中心脏和呼吸信号的专门化和整合。
影响及未来方向
克里希纳说:“我们认为我们的工作将对几个医学专业产生重大影响，包括心脏病学、肺病学、神经学、精神病学和心理学研究。”
Rezai补充说:“更好地了解人类大脑是下一个前沿。功能神经外科医生和神经科学家之间的跨学科合作将使我们能够获得一个前所未有的窗口，进入人类大脑的内部功能。”
北卡罗来纳大学神经外科系主任、医学博士、博士Nelson Oyesiku称赞这项研究是向前迈出的重要一步，他说:“我们知道，大脑通过直接的神经和内分泌调节来维持全身的内稳态。这项研究表明，来自心脏和肺部的信息除了在其他区域外，还在丘脑和丘脑下大脑区域进行处理，使我们的大脑能够有效地承担起调节身体功能的作用。”
参考文献:“丘脑和丘脑下核中的单个神经元处理人类心脏和呼吸信号”，作者:Emanuela De Falco, Marco solc