
「我們的新方法讓我們能夠首次在人體中看到,隨著年齡增長和血管風險因素,那些微小血管的體積如何變化。」 – Danny JJ Wang, USC科學家
長久以來,我們對於大腦的研究,多集中在大型血管的健康狀況。然而,近年來科學家們逐漸意識到,微血管的健康同樣至關重要。這些微小的血管,負責將氧氣和養分輸送到大腦的各個角落,同時也負責將代謝廢物排出。傳統的腦部成像技術,難以觀察到這些微小血管的變化,更不用說測量它們的脈動。現在,南加州大學(USC)的科學家們,開發出一種全新的、非侵入性的腦部成像技術,得以測量活體人類微小血管(微血管容積脈動)有節奏的膨脹和收縮。這項技術的突破,為我們深入了解大腦健康,以及早期診斷阿茲海默症等神經退化性疾病,開啟了新的篇章。這項研究使用了超高磁場7T MRI,克服了過去技術的限制,讓我們得以一窺大腦深處的「隱形脈動」。
老化與白質:脈動強度與認知衰退的關聯
這項研究發現,隨著年齡的增長,微血管的脈動會變得更加強烈,尤其是在大腦的深層白質區域。白質是大腦中負責神經元之間訊息傳遞的區域,對於大腦各個網路之間的溝通至關重要。然而,白質對於血流量的減少也特別敏感。研究表明,微血管脈動的增強,可能與認知功能的下降有關。Fanhua Guo 指出,這項發現提供了一個重要的環節,連接了我們在大型血管成像中看到的現象,以及在老化和阿茲海默症中觀察到的微血管損傷。這暗示著,過度強烈的微血管脈動,可能會干擾正常的腦功能,進而導致記憶力衰退,加速阿茲海默症的進程。
大腦中存在一個被稱為「腦淋巴系統」(glymphatic system)的廢物清除網路。這個系統負責清除大腦中的代謝廢物,包括β-澱粉樣蛋白——一種會在阿茲海默症患者大腦中積累的蛋白質。研究暗示,過度的血管脈動可能會破壞腦淋巴系統的正常運作,導致廢物清除效率降低,進而加速認知功能的衰退。這就像一個城市中的垃圾處理系統出現問題,垃圾無法及時清理,最終會影響整個城市的運作。
這項研究的成功,歸功於研究人員巧妙地結合了血管空間佔據(VASO)和動脈自旋標記(ASL)兩種 MRI 技術。VASO 技術可以偵測微血管體積的微小變化,而 ASL 技術則可以測量腦血流量。通過將這兩種技術結合起來,研究人員得以精確地監測心臟週期中微血管體積的變化。這種創新的方法,克服了過去技術無法非侵入性地觀察微小血管活動的限制,為我們提供了研究大腦微血管健康的新工具。
阿茲海默症的診斷,往往是在疾病發展到較晚期的時候。這項新的成像技術,為我們提供了早期診斷和監測神經退化性疾病的潛力,有望能夠更早地介入治療,延緩阿茲海默症的發展。
「這項技術不僅推進了我們對大腦老化的理解,而且為早期診斷和監測神經退化性疾病提供了希望。」 – Arthur W. Toga, USC科學家
透過追蹤微血管容積脈動,我們或許能夠在疾病的早期階段,就發現潛在的風險,並採取相應的預防措施。
目前,研究人員正努力將這種方法應用於更廣泛的臨床環境中,包括在更常見的 3T MRI 掃描儀上進行測試。他們還希望研究微血管容積脈動是否可以預測認知結果,並作為生物標記物。Danny JJ Wang 表示,他們目標是將這項技術從研究實驗室帶到臨床實踐中,為數百萬面臨失智症風險的人提供診斷、預防和治療策略。這項研究的最終目標,是希望能夠透過早期發現和干預,減輕阿茲海默症對個人和社會造成的負擔。
想要了解更多關於這項研究的細節,可以透過搜尋”Brain’s Hidden Pulse: A Potential Alzheimer’s Predictor USC”等關鍵字找到相關的科學新聞和研究論文。
Keck School of Medicine of USC. (2025, October 14). Scientists find the brain’s
hidden pulse that may predict Alzheimer’s. ScienceDaily. Retrieved October 14,
2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251014014418.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by Keck School of Medicine of USC. Note: Content may be edited for style and length.