研究发现，脑脊液流动的变化可在症状出现前多年预测痴呆症。（来源：Shutterstock）
一项重大国际研究发现了一个新的生物学线索，有助于在记忆问题出现之前多年预测痴呆症。剑桥大学和浙江大学的研究人员发现，脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）在大脑中的流动方式可能揭示谁存在风险，提前数年。
研究团队利用英国生物银行4.5万多份成年人的磁共振成像（MRI）扫描数据，发现这种透明脑脊液循环方式的变化是未来痴呆症的强有力指标。事实上，某些脑脊液流动标志物的预测能力甚至超过了传统的心血管风险因素。
非侵入性脑脊液动力学标志物的磁共振成像示意图。（来源：《阿尔茨海默病》杂志）
大脑中隐藏的清洁系统
脑脊液不仅是大脑的缓冲垫，还扮演着重要的清洁角色。它持续在血管周围的狭窄通道和空间中循环，帮助清除代谢废物并维持颅内压力稳定。
在健康大脑中，这种循环支持一种称为胶质淋巴系统（glymphatic system）的过程——该系统于2012年才被发现。它像清洗网络一样，通过微观血管周围间隙将毒素冲出大脑。当该系统失效时，阿尔茨海默病的罪魁祸首β-淀粉样蛋白和tau蛋白便开始堆积。
领导此项研究的洪慧博士（曾在剑桥大学工作，现任职于浙江大学）解释说，早期动物研究暗示了心脏健康与脑脊液流动之间存在关联，但人类证据一直缺乏。“我们想知道这种关系在人体中是否存在——以及能否在痴呆症发作前检测到早期功能障碍，”洪博士表示。
心脏与大脑的关联
研究团队与剑桥大学临床神经科学系的休·S·马库斯教授合作，旨在验证高血压和糖尿病等心血管疾病是否会干扰脑脊液流动并增加痴呆风险。
皮层中脑脊液信号（红色轨迹）与BOLD信号（蓝色轨迹）的最大互相关测量，用于评估BOLD-脑脊液耦合。（来源：《阿尔茨海默病》杂志）
他们开发了四种基于磁共振成像的测量方法，捕捉脑脊液流动的不同方面：
- 血管周围间隙（PVS）体积，代表大脑的液体通道；
- DTI-ALPS，显示沿血管的微观水分子运动；
- BOLD-脑脊液耦合，测量血流与脑脊液节律的协调性；
- 脉络丛（CP）体积，反映大脑中产液组织的量。
在排除先前存在神经系统疾病的人群后，研究人员追踪了后续发展为痴呆症的个体。结果令人瞩目。
脑脊液流动紊乱预测痴呆症
四项磁共振成像指标中的三项强烈预测了未来痴呆症。那些微观水分子运动较慢（DTI-ALPS值低）、血流与脑脊液流动协调性较弱（BOLD-脑脊液耦合值低）或脉络丛体积较大者，数年后更可能发展为认知衰退。
即使考虑年龄、教育程度和大脑尺寸等因素，这些脑脊液流动紊乱仍具有显著意义。“这表明脑脊液功能障碍可能是痴呆症最早可测量的迹象之一，”马库斯教授表示。
最具揭示性的标志物之一DTI-ALPS评分，指向大脑微小血管中水分子运动变慢——这表明废物清除效率正在下降。同时，扩大的脉络丛可能提示炎症或脑脊液过度产生，进一步加剧系统压力。
脑脊液动力学磁共振成像替代指标与人口统计学及风险因素的关联。（来源：《阿尔茨海默病》杂志）
血管问题如何破坏大脑清洁系统
该研究还考察了心血管风险因素如何影响脑脊液循环。高血压、糖尿病以及白质高信号（磁共振成像中显示小血管疾病的亮斑）均与脑脊液流动变慢或紊乱相关。
高级统计分析表明，DTI-ALPS和脉络丛体积这两种磁共振成像标志物，部分解释了心脏病如何导致痴呆症。本质上，血管问题似乎干扰了大脑清除废物的能力，在心血管衰退与认知丧失之间架起了一座生物学桥梁。
马库斯教授指出，这一发现强化了预防性护理的论据。“至少四分之一的痴呆症风险可追溯至高血压和吸烟等常见因素，”他表示，“如果这些因素也损害脑脊液流动，那么管理它们可能有助于保持大脑清洁系统的高效运行。”
自动化带来新洞见
本研究的关键进展来自剑桥大学陈宇彤开发的机器学习算法。它使科学家能够快速一致地处理海量磁共振成像数据集——人工几乎无法实现。
脑脊液动力学磁共振成像替代指标介导心血管风险因素与痴呆症的关联。（来源：《阿尔茨海默病》杂志）
“自动化磁共振成像分析使我们能够测量数万人中细微的脑脊液流动变化，”陈宇彤表示，“这对于在大脑仍健康时发现早期问题至关重要。”
这种大规模能力为未来人群筛查打开了大门。医生有朝一日可能使用基于脑脊液的磁共振成像标志物标记早期预警信号，就像胆固醇检测识别心血管风险一样。
睡眠、生活方式与预防未来
该研究的发现还为痴呆症预防提供了新思路。胶质淋巴系统在深度睡眠期间最为活跃，此时脑细胞轻微收缩以允许脑脊液更自由流动。因此，不良睡眠习惯可能降低大脑清除有害蛋白的能力。
生活方式和血管健康也发挥重要作用。例如，强化血压控制已被证明可将认知衰退风险降低高达20%。这一见解可能催生新策略，将心血管管理与改善脑脊液循环的干预措施相结合。
通往早期检测的道路
尽管本研究尚未证明因果关系，但它揭示了心脏与大脑健康之间强大的生物学联系。研究团队希望后续研究能确认改善脑脊液流动是否真能预防或延缓痴呆症。
马库斯教授表示，未来工作可能测试旨在改善血管功能或睡眠质量的治疗方法是否有助于恢复脑脊液流动。“如果我们能找到增强大脑自身清洁系统的方法，或许就能减缓甚至阻止痴呆症的进展，”他说。
资助该研究的英国心脏基金会首席科学与医学官布莱恩·威廉姆斯博士补充道，该研究“为大脑废物清除系统中沉默的问题如何悄然增加痴呆风险提供了引人入胜的洞见。”
研究的实际意义
这些发现可帮助医生在症状出现前多年识别高风险个体，为预防提供关键窗口期。
基于磁共振成像的脑脊液流动标志物可作为新型早期检测工具，指导聚焦心血管健康、改善睡眠或可能增强大脑废物清除能力的新药物的干预措施。
通过理解心脏与大脑系统如何相互作用，科学家正逐步接近预测并最终预防全球最常见神经退行性疾病的目标。
研究结果已在线发表于《阿尔茨海默病》杂志。
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