脑动力学的“死亡浪潮”首次凸显

　　

　　

　　当大脑的氧合被长时间切断时，大脑皮层的电活动迅速减少到零。但这并不是故事的结尾。

　　在ssamverine Mahon的协助下，巴黎脑研究所的研究人员已经证明，出现在平面脑电图上的“死亡波”是由大脑皮层深处引发的。它在这个大脑区域慢慢扩散，直到意识最终消失，但它并不总是意味着永久死亡。

　　事实上，如果大脑成功地重新充氧，死亡浪潮之后是“复苏浪潮”，预示着大脑功能的缓慢恢复。

　　这些发现发表在《疾病神经生物学》杂志上，可以帮助研究人员确定哪些神经元群在发生心肺骤停时最脆弱，并最终降低神经系统后遗症的风险。

　　从神经学的角度来看，死亡是一个很难定义的概念。这不是一个标志着从生到死转换的精确时刻，而是一个持续几分钟的过程，在某些情况下，这个过程是可以逆转的。

　　在之前发表在《神经科学前沿》上的一项研究中，来自巴黎大脑研究所癫痫网络动力学和神经元兴奋性团队的研究人员表明，在长时间的缺氧后，大脑活动经历了一连串的连续变化，现在可以精确地描述。

　　当大脑停止接受氧气时，其储存的三磷酸腺苷(细胞的燃料)就会迅速耗尽。这会导致神经元电平衡的破坏和谷氨酸的大量释放，谷氨酸是神经系统中必不可少的兴奋性神经递质。

　　“神经回路似乎一开始就关闭了……然后我们看到大脑活动激增——特别是伽马和β波的增加，”神经科学研究人员ssamverine Mahon解释说。“这些波通常与有意识的体验有关。在这种情况下，它们可能与心肺骤停幸存者报告的濒死体验有关。”

　　在那之后，神经元的活动逐渐减弱，直到达到完全的电沉默状态——与平坦的脑电图相对应。然而，这种沉默很快就会被神经元的去极化打断，这种去极化以一种被称为“死亡波”的高振幅波的形式出现，它会改变大脑的功能和结构。

　　“这一关键事件被称为缺氧去极化，会导致整个皮层的神经元死亡。就像一首绝唱，它是所有大脑活动停止过渡的真正标志，”博士生、该研究的第一作者Antoine carlton - leclercq补充道。

　　到目前为止，研究人员还不知道死亡波是在大脑皮层的什么地方开始的，也不知道它是否均匀地传播到所有皮层。“我们已经知道，如果我们设法在特定的时间窗口内使受试者复苏，就有可能逆转缺氧去极化的影响，”研究人员补充说。“我们仍然需要了解死亡波可能对大脑的哪些区域造成最大的损害，以尽可能地保持大脑功能。”

　　为了回答这些问题，研究人员在大鼠身上测量了局部场电位，并记录了初级体感皮层不同层中单个神经元的电活动。初级体感皮层在身体表征和感觉信息处理中起着至关重要的作用。然后，他们比较了缺氧去极化前和去极化过程中这些不同层的电活动。

　　“我们注意到，在大脑缺氧开始时，神经元活动相对均匀。然后，死亡波出现在位于新皮层第5层的锥体神经元中，并向两个方向传播:向上，即大脑表面，向下，即白质，”ssamverine Mahon解释说。“我们在不同的实验条件下观察到了同样的动态，并相信它可能存在于人类身上。”

　　这些发现还表明，大脑皮层的较深层是最容易缺氧的，这可能是因为第5层的锥体神经元需要特别高的能量。然而，当研究人员给大鼠的大脑充氧时，细胞补充了它们的ATP储备，导致神经元的复极化和突触活动的恢复。

　　“这项新研究促进了我们对死亡临近时大脑活动变化的神经机制的理解。现在已经确定，从生理学的角度来看，死亡是一个需要时间的过程。而且目前还不可能将它与生命严格地分离开来。我们也知道，平坦的脑电图并不一定意味着大脑功能的完全停止，”研究小组负责人、索邦大学的st

　　法恩·查皮尔教授总结道。

　　“我们现在需要确定恢复这些功能的确切条件，并开发神经保护药物，以支持心肺衰竭时的复苏。”

　　更多信息:Antoine carlton - leclercq等人，系统性缺氧时新皮层活动的层流组织，疾病神经生物学(2023)。DOI: 10.1016 / j.nbd.2023.106345

　　生与死之间:大脑的模糊地带，神经科学前沿(2023)。DOI: 10.3389 / fnins.2023.1156368

　　期刊信息:

　　摇来摇去神经科学专家

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　　疾病神经生物学

　　由巴黎大脑研究所提供

　　引用:第一次突出显示的“死亡浪潮”的大脑动力学(2023年，12月12日)，2023年12月12日检索自https://medicalxpress.com/news/2023-12-brain-dynamics-death-highlighted.html

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