堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（KUMC）的研究人員使用了一種全新的方法來(lái)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的大腦血流變化，以幫助解開(kāi)關(guān)于腦血管健康與腦衰老、腦外傷、中風(fēng)和阿爾茨海默氏病的重要復(fù)雜醫(yī)學(xué)奧秘。

KUMC的研究人員首先發(fā)表了在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中使用經(jīng)顱多普勒（TCD）超聲的方法來(lái)建立大腦中動(dòng)脈（MCA）血流反應(yīng)性的模型。通過(guò)使用TCD來(lái)繪制受試者從靜止到中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間心率趨于穩(wěn)定的點(diǎn)的血流響應(yīng)和響應(yīng)幅度，研究人員可以檢測(cè)特定測(cè)試組中的可能的規(guī)范和模式。

REACH實(shí)驗(yàn)室主任Sandra Billinger博士說(shuō)，“我們真的在努力解決一些問(wèn)題，并就血管風(fēng)險(xiǎn)如何在腦衰老中發(fā)揮作用提供了新見(jiàn)解。”Billinger博士為募集TCD設(shè)備的資金曾于2013年能穿越堪薩斯州，她說(shuō)，“隨著人們壽命越來(lái)越長(zhǎng)，研究所有影響大腦健康的因素，維持大腦健康，是一項(xiàng)令人興奮的探索。”

Billinger在Hays長(zhǎng)大，畢業(yè)于Thomas More Prep-Marian高中和Fort Hays州立大學(xué)，她創(chuàng)造了“大腦運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)試”一詞，以描述這種在中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過(guò)程中監(jiān)測(cè)腦血流的新方式。

德力凱腦血流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

基本上，為進(jìn)行測(cè)試，受試對(duì)象需要配戴了一個(gè)可調(diào)節(jié)的頭架，該頭架包含放置在顱骨顳窗上方的超聲波探頭，被要求在臥式踏步機(jī)上鍛煉。受試者安靜地坐在踏步機(jī)上，根據(jù)指示開(kāi)始鍛煉，直到達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷并且心律穩(wěn)定。

在最近發(fā)表的一篇論文中，Billinger與堪薩斯大學(xué)阿爾茨海默氏病中心（KU ADC）的研究員合作，率先展示了那些思維能力正常但大腦淀粉樣蛋白升高的人與沒(méi)有淀粉樣蛋白升高的人相比，在單次運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中大腦血流反應(yīng)性更弱。

Billinger說(shuō)，讓她意識(shí)到連續(xù)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)對(duì)身體的挑戰(zhàn)這個(gè)獨(dú)特想法的，是其實(shí)驗(yàn)室前物理治療專業(yè)的學(xué)生Sarah Kwapiszeski的建議。Kwapiszeski研究生期間一直在分析在KUADC完成的工作的初步數(shù)據(jù)，以作為Randolph Nudo博士領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)學(xué)和康復(fù)科學(xué)培訓(xùn)計(jì)劃的一部分。她意識(shí)到這可能是這些難題的關(guān)鍵，即比起測(cè)試休息狀態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，他們更需要使用TCD采集的從休息到運(yùn)動(dòng)的連續(xù)過(guò)程受試者反應(yīng)性的數(shù)據(jù)。

德力凱TCD自動(dòng)探頭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

“當(dāng)然，莎拉扮演著重要角色，”Billinger說(shuō)?！罢撬膯?wèn)題讓我停頓了一下，說(shuō)'我們?cè)谶@里真的丟失了一塊。她以一種新的方式查看數(shù)據(jù)，并提出這個(gè)問(wèn)題確實(shí)改變了我們審視腦血流的方式?！?/SPAN>

Billinger說(shuō)，這種使用TCD連續(xù)監(jiān)測(cè)腦血流的想法導(dǎo)致了她思維方式的轉(zhuǎn)變。

為了尋找類似的測(cè)試程序，Billinger在她的辦公室里找到了一本教科書(shū)，該教科書(shū)描述了從休息到指定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，前臂中的連續(xù)肌肉血流狀況。

在此之前，追蹤大腦中腦血流量的研究人員主要使用了MRI等設(shè)備，這些設(shè)備要求受試者保持靜止，從而將檢查過(guò)程限制為僅在休息或運(yùn)動(dòng)后檢查受試者。

Billinger團(tuán)隊(duì)注意到還沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道連續(xù)測(cè)量MCA的反應(yīng)性，測(cè)試休息狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)開(kāi)始狀態(tài)、達(dá)到穩(wěn)態(tài)心率狀態(tài)的研究。她不確定是否可以做到，也不確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有意義。

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的完善技術(shù)并制定了嚴(yán)格的、受控良好的實(shí)驗(yàn)方案，他們準(zhǔn)備好征求專家意見(jiàn)。Billinger邀請(qǐng)她的一位導(dǎo)師，堪薩斯州立大學(xué)心肺實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主任David Poole博士來(lái)檢查數(shù)據(jù)。Poole從事氧合動(dòng)力學(xué)事業(yè)，并撰寫(xiě)了Billinger所引用的教科書(shū)，他去了KUMC校園，以幫助Billinger的團(tuán)隊(duì)模擬從休息到運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)腦動(dòng)脈反應(yīng)。

德力凱TCD

為了檢驗(yàn)他們的假設(shè)，Billinger團(tuán)隊(duì)和Poole在REACH實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究中，對(duì)8名健康的年輕人，3名老年人和1名中風(fēng)的人進(jìn)行了動(dòng)態(tài)腦動(dòng)脈反應(yīng)的研究。因此，Billinger的團(tuán)隊(duì)和Poole發(fā)布了世界上第一個(gè)用于模擬MCA對(duì)中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的方法的模型。

“我們發(fā)現(xiàn)，年輕健康的人反應(yīng)更快，振幅更大?！?Billinger說(shuō)，“在老年人中，反應(yīng)遲鈍，我們不知道是否是由于衰老或其他因素引起的。中風(fēng)患者根本沒(méi)有太多反應(yīng)?！?/SPAN>

“心臟負(fù)荷測(cè)試可以檢查心臟對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，我們也可以對(duì)大腦進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)試?！?她繼續(xù)說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)年輕人和老年人在動(dòng)態(tài)MCA反應(yīng)方面存在差異。與不受中風(fēng)影響的動(dòng)脈相比，我們甚至還發(fā)現(xiàn)中風(fēng)影響MCA的差異。我相信我們的方法和實(shí)驗(yàn)方案將提供有關(guān)腦血管健康以及我們需要采取哪些措施來(lái)維持大腦健康的獨(dú)特證據(jù)。我認(rèn)為這對(duì)于科學(xué)和醫(yī)學(xué)界將非常有價(jià)值?！?/SPAN>

因此，既然他們擁有在動(dòng)態(tài)情況下對(duì)腦血流建模的行之有效的方法，關(guān)于如何最好地利用信息的問(wèn)題就很多。諸如以下問(wèn)題：腦血流量減少的后果是什么？有沒(méi)有醫(yī)學(xué)專家研究出可以用來(lái)評(píng)估大腦健康和自然腦衰老的標(biāo)記？

Finometer連續(xù)無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量?jī)x

“當(dāng)然，有研究的潛力，特別是對(duì)于慢性病患者或了解衰老過(guò)程的各種應(yīng)用。”

Billinger說(shuō)，“由于著眼于全球范圍內(nèi)的大腦衰老，我認(rèn)為尋找大腦健康的生物標(biāo)志物并使用諸如此類的非侵入性方法是未來(lái)探索的絕佳機(jī)會(huì)。

“我認(rèn)為下一步的工作將更令人興奮?！?她繼續(xù)說(shuō)，“我發(fā)現(xiàn)了中風(fēng)和康復(fù)研究的潛在應(yīng)用價(jià)值。目前尚無(wú)關(guān)于腦卒中等神經(jīng)系統(tǒng)損傷患者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中腦血管系統(tǒng)反應(yīng)的研究。我們的工作可能影響的另一個(gè)領(lǐng)域可能是腦震蕩、腦外傷研究，可能讓受傷者重返比賽或運(yùn)動(dòng)。研究表明，反復(fù)腦震蕩對(duì)大腦健康有負(fù)面影響，因此希望我們也可以探索這一未知領(lǐng)域?！?/SPAN>

未來(lái)研究的選擇似乎是無(wú)止境的。Billinger的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以幫助了解各種年齡、體力活動(dòng)和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)等各種危險(xiǎn)因素的腦血流量。這項(xiàng)與KU ADC聯(lián)合發(fā)表的研究針對(duì)患有各種阿爾茨海默氏病風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知正常成年人進(jìn)行了研究，這激發(fā)了研究小組對(duì)仔細(xì)觀察易患癡呆癥和認(rèn)知功能低下者的大腦的興趣。

“我們的研究涉及尋找β淀粉樣蛋白的存在?！?Billinger說(shuō)，“因?yàn)榇_實(shí)發(fā)現(xiàn)淀粉樣蛋白患者的反應(yīng)較低，所以我認(rèn)為追蹤反應(yīng)最低的患者是否會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度認(rèn)知障礙或阿爾茨海默氏病的研究非常有趣?！?/SPAN>

Billinger說(shuō)，她的團(tuán)隊(duì)正在努力研究一些問(wèn)題，并提供新的見(jiàn)解，探討血管風(fēng)險(xiǎn)如何在腦衰老中起作用。即將提交的一份研究論文描述了心臟危險(xiǎn)因素在靜止和運(yùn)動(dòng)期間腦血流測(cè)量中的作用。

Finometer連續(xù)無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量?jī)x

Billinger小組最近發(fā)表了許多新穎的論文，因此，這種對(duì)大腦健康建模的新方法引起了全世界的極大興趣。研究人員已經(jīng)接觸到更多有關(guān)使用TCD和“大腦運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)試”的知識(shí)。Billinger去年秋天在香港，澳大利亞和新西蘭的會(huì)議上發(fā)表了講話，今年春天她被邀請(qǐng)?jiān)谛录悠掳l(fā)表講話。