脑血管会以数秒一次的周期自发地重复扩张和收缩。如果能够强化这种血管扩张和收缩运动（血管舒缩），就有可能促进大脑的活性化。日本东北大学研究生院生命科学研究科的研究生佐佐木大地和松井广教授等组成的研究团队，利用实验动物小鼠开发出了一种观察脑内血管运动的方法，并证实通过反复观看纵向条纹水平移动的图像训练，可以促进血管舒缩运动，从而改善整个大脑的血液流动。松井教授表示“通过血管舒缩训练，有望实现治疗和预防认知障碍症、脑梗的康复，甚至实现超级智能。”研究成果已发表在学术期刊《eLife》上。
图1.脑血管自发缓慢地发生舒张、收缩运动的示意图。（A）将荧光染料注入血管内，对脑血管进行荧光成像。（B）个血管特写，测量水平线位置的血管直径和荧光强度。（C）血管自发缓慢舒张和收缩。这种自发性的血管运动多数情况下观测不到。此图选取了能观察到相对规律的自发性血管运动的时间段。由于受荧光宏观体视显微镜的分辨率限制，血管直径的估算值因像素化显示为不规则值。研究人员对测量的荧光强度进行了分析，结果表明荧光强度的变化与血管直径的变化基本相同。可以理解为如果血管直径增加，含有荧光染料的血液容量就会增加，荧光也就会变得更亮。这表明，通过测量荧光强度的变化，可以更加准确地估算血管直径的变化。（供图：东北大学 松井广教授）
人的大脑重量约为人体体重的2%，但却消耗了全身约20%的能量。脑内血液流动不仅能提供大脑所需的大量营养，在冲洗掉β-淀粉样蛋白等废物方面也起着重要作用。特定部位的脑部血液流动会因特定的行为或学习而增加，还存在自主性的血管舒张收缩运动（血管舒缩）。据悉，高血压和糖尿病患者的血管舒缩运动则会减弱。
研究团队在麻醉状态下切开活体小鼠头皮，暴露颅骨并用树脂涂层固定后，可以在数周内透过透明的树脂涂层对大脑表面进行观察，为此研究团队还开发了一种能够实时测量大脑表面血管活动的方法。
当看到水平方向摆动的纵向条纹图案时，眼球会自然地跟着转动。研究团队让小鼠观看条纹图案15分钟，休息1小时，并重复该训练4次。结果表明，通过重复视觉刺激，与该频率同步的血管运动逐渐增加。随着训练次数的增加，视觉刺激和血管运动的协调性越高，大脑表面血管的整体血流量增加。此外，研究还发现，通过反复训练，小脑深部的血流也会与反复学习同步。
血流量增加至3倍，期待应用于人类
松井教授表示：“不久前其他研究团队在《Nature》上发表的一篇论文中报告说，通过40Hz的视觉刺激可以提高脑部的血液流动，并冲洗掉β-淀粉样蛋白。这种方法增加血流量的效果约为通常时的1.3倍，而我们的研究通过超低频率0.25Hz的血管舒缩运动训练，成功地将血流量提高到了通常时的约3倍。血管运动是可以锻炼的。未来，通过开展将血管舒缩运动训练原理应用于人类的研究，或有望实现日常的疾病治疗和预防、脑梗的康复，甚至超越先天能力的扩展智能（超智能）。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：eLife
论文：Plastic vasomotion entrainment
DOI： doi.org/10.7554/eLife.93721.3
