定位监测和调节心脏和肺部的单个神经元

身体在一个被称为体内平衡的过程中进行自我调节，大脑负责这个过程，因为它不断监测身体的所有重要信号。例如，如果你需要更多的氧气，就会发送一条消息……

　　

身体在一个被称为体内平衡的过程中进行自我调节，大脑负责这个过程，因为它不断监测身体的所有重要信号。例如，如果你需要更多的氧气，那么一个信息就会被发送到大脑，然后告诉身体调整你的呼吸和心率。但是参与调节呼吸和心律的神经元从未被直接观察到，直到现在，多亏了脑部手术中的大脑记录技术。

EPFL的神经科学家与西弗吉尼亚大学洛克菲勒神经科学研究所和北卡罗来纳大学教堂山分校的外科医生和神经科学家合作，表明人类大脑深处的单个神经元，位于两个丘脑核和丘脑下核，编码来自心脏和肺部的重要生理信号，为人类提供了第一个直接证据。研究结果发表在《PNAS》上。

“身体内部器官和大脑之间的神经连接是基于稀有动物研究和现有解剖学工作的假设，”由奥拉夫·布兰克领导的EPFL认知神经科学实验室的第一作者Emanuela De Falco解释说。“我们发现心肺信号会影响很大一部分神经元。”

该研究的共同第一作者Marco Solca继续说道:“定位这些神经元是相关的，因为它揭示了这种身体-大脑交流是如何在大脑深处发生的。”

身体和大脑之间的交流也被认为与几个重要的认知和情感过程有关，因为它影响着视觉检测、情绪调节和决策。身体-大脑交流功能障碍被认为是各种心理健康状况的重要特征，包括焦虑、情绪、饮食和心身疾病。

深脑刺激的独特机会

多亏了与西弗吉尼亚大学洛克菲勒神经科学研究所主任、神经外科医生Ali Rezai博士的合作，这项研究已经进行了几年，通过记录接受深部脑刺激(DBS)手术治疗各种疾病的患者的单个神经元的活动。

DBS包括通过电极探针刺激大脑深处的神经元。在插入探针之前，神经外科医生有时会选择暂时将微电极插入大脑并记录大脑活动，因为它可以改善随后插入DBS探针的大脑部位。

在之前的项目中，EPFL的科学家们看到了这些微电极记录的潜力，并抓住机会同时监测心电图，从而获得神经元活动和不同心脏和呼吸信号的耦合记录。

“现在我们知道了这些神经元的位置，未来的研究可以集中在了解心率和大脑皮层下区域的神经活动之间的反馈循环机制，以及它们与自我意识、运动意图或自由意志的关系，”De Falco说。“更广泛地说，这项研究为未来的几个发展奠定了基础，有助于理解大脑，更广泛地研究精神疾病。”