显微镜图像显示大脑外层保护膜（称为硬脑膜）中的淋巴管（红色）。这些血管形成了丰富而复杂的网络，帮助从大脑中排出废物。图片来源：Onder Albayram博士
大脑如何清理"垃圾"？这是大脑淋巴引流系统的工作，而理解其工作原理的努力已经推动了脑成像技术的边界。
南卡罗来纳医科大学研究人员在《iScience》期刊上发表的一项新研究首次在人类中揭示了脑淋巴引流系统中一个此前未被认知的枢纽——中间脑膜动脉（MMA）的证据。
研究团队利用与NASA的合作关系获得的实时MRI技术（该技术最初为研究太空飞行如何影响人脑流体动力学而开发），在Onder Albayram博士带领下，追踪了五名健康参与者六小时内的脑脊液和间质液沿中间脑膜动脉的流动。他们发现脑脊液的引流流动是被动的，表明是淋巴流动而非血液流动。血液流动会更快、更动态。
"我们观察到的流动模式不像血液通过动脉流动；它更慢，更像是引流，表明这条血管是大脑清理系统的一部分，"南卡罗来纳医科大学病理学和实验室医学系副教授Albayram表示。
由大脑和脊髓组成的中枢神经系统被多层保护膜（称为脑膜）所包围。Albayram已研究脑膜淋巴管十余年，他认为这些淋巴管对于将废物从大脑移出并进入外周淋巴系统至关重要，废物最终可以从体内排出。
大约十年前，人们认为这些脑膜将大脑与身体其余部分的免疫系统（特别是淋巴系统）隔离开来。Albayram的工作正在改变这一范式，表明这些膜包含与外周整合的淋巴管。理解大脑与身体其余部分之间的流体交换对于扩大我们预防和治疗精神和神经系统疾病的选择至关重要。
Albayram是最早在人类中可视化脑膜淋巴管的研究者之一，正如2022年在《Nature Communications》上报道的那样。《iScience》上的这项研究实时捕捉了人类大脑深处脑膜淋巴结构中的流体流动，并通过死后人脑组织的高级成像验证了这些发现。
为了确认他们在MRI上看到的内容，Albayram的团队在极高分辨率成像下检查了人脑组织。与康奈尔大学的科学家合作，该团队使用了一种先进技术，使研究人员能够同时看到多种不同类型的细胞。这种详细绘图显示，MMA周围的区域排列着通常在人体淋巴管中发现的细胞，这些通道负责清除废物。
这些结果证实，MRI上看到的缓慢流动的液体确实流经真正的淋巴管，而不是血管——将脑部图像直接与细胞证据联系起来。
Albayram工作的核心是首先在人类身上进行观察，然后再扩展到实验模型（如小鼠），而不是相反。这项研究的一个关键要素是它是在健康人群中进行的。清晰了解这些结构在正常条件下的功能对于识别出现问题时的变化至关重要——例如，在创伤性脑损伤后或神经退行性疾病期间。
这一发现的影响延伸到衰老、神经炎症、脑损伤、阿尔茨海默病甚至精神障碍。Albayram已经在基于对神经退行性疾病患者淋巴引流结构的关键观察开展研究，目标是开发更好的方法来更早诊断这些复杂疾病、预防它们并设计新的治疗方法。
"脑研究的一个主要挑战是我们仍然没有完全理解健康大脑如何运作和老化，"Albayram说。"一旦我们理解了'正常'是什么样子，我们就能识别疾病的早期迹象并设计更好的治疗方法。"
更多信息：M. Albayram等，《人类中间脑膜动脉周围的脑膜淋巴结构和引流动力学》，《iScience》(2025)。DOI: 10.1016/j.isci.2025.113693
期刊信息：《Nature Communications》、《iScience》
提供方：南卡罗来纳医科大学
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