神经血管耦合：30年研究（1996–2025年）的科学计量学分析

《Brain and Behavior》：Neurovascular Coupling: Scientometric Analysis of 30 Years Research (1996–2025)

神经血管耦合（NVC）是连接脑神经活动与局部血流调节的关键机制，近年研究在病理机制、技术发展和跨学科合作中取得显著进展。本文通过文献计量学分析Web of Science数据库1996-2025年的2047篇文献，发现美国仍保持主导地位，但中国学者数量十年间增长超过200%。研究热点包括功能连接、一氧化氮介导的血管调节、自主调节及阿尔茨海默病代谢异常。技术前沿涉及fNIRS、静息态fMRI等非侵入性成像，以及人工智能与多组学数据的整合应用。关键学者如Tarantini和Iadecola贡献突出，高频关键词显示CBF调控、血管屏障损伤及代谢-炎症互作是未来重点。

　　神经血管耦合（NVC）作为连接大脑神经活动与局部血流及氧合动态调节的功能机制，近年来受到越来越多的学术关注。NVC不仅在理解大脑功能和疾病机制中发挥关键作用，还为神经科学和临床医学提供了重要的研究方向。随着研究的深入，NVC的应用范围不断扩大，涉及从基础神经机制到临床疾病诊断与治疗的多个层面。通过结合多种研究方法和新兴技术，科学家们正在探索NVC在健康和疾病状态下的复杂调控网络，并寻求其在神经退行性疾病中的潜在干预路径。

本研究通过文献计量分析，系统地梳理了过去30年关于NVC的研究进展。研究数据来源于Web of Science Core Collection（WoSCC）数据库，涵盖了从1996年到2025年1月8日发表的2047篇相关文献。利用CiteSpace、VOSviewer以及bibliometrix R包，对文献的共引网络、关键词共现网络、国家和机构合作网络进行了深入分析。这些工具帮助研究人员识别了NVC研究中的关键文献、新兴趋势以及国际合作的模式。研究结果表明，美国在NVC研究领域长期保持主导地位，而中国在过去十年中迅速崛起，成为重要的研究力量。此外，研究还揭示了NVC研究的热点主题，如功能性连接、一氧化氮介导的血管调节、脑血管自调节、阿尔茨海默病（AD）代谢以及二氧化碳诱导的血流调控等。

从文献数量和引用次数的变化来看，NVC的研究呈现出指数级增长的趋势。尤其是在2020年后，研究活动显著增加，反映出该领域的持续发展和学术界对NVC机制的关注不断加深。文献类型中，期刊文章占据大多数，占总研究数量的84.3%，而综述文章则相对较少，仅占15.7%。这种趋势表明，NVC研究在基础机制探索和临床应用方面都取得了长足进展。同时，研究还发现，NVC相关文献的引用次数在2000年代初期开始迅速上升，并在2022年和2023年达到近10,000次的峰值，这表明NVC已成为一个高度活跃的研究主题。

在国际合作方面，研究结果显示，美国、欧洲和亚洲的国家之间形成了紧密的学术联系。美国的研究产出最为突出，贡献了32.4%的文献，而中国和德国则分别贡献了9.5%。这些数据表明，尽管美国在NVC研究中仍占据主导地位，但中国等国家的参与度正迅速提升，这反映了全球范围内对NVC研究的兴趣和投入。同时，多国合作的研究比例也在增加，显示出研究从单一国家主导向跨国合作转变的趋势。这一变化不仅提升了研究的广度和深度，也为解决复杂的神经血管问题提供了更多视角和资源。

在机构层面，哈佛大学、加州大学系统、俄克拉荷马大学系统和俄克拉荷马大学健康科学中心等高校在NVC研究中表现出高度的活跃度。这些机构不仅在数量上占据优势，还通过紧密的协作网络，推动了该领域的知识共享和技术进步。此外，研究还发现，某些机构在近年来的研究产出上有所增长，显示出该领域发展的持续性和扩展性。这种机构间的合作模式为未来研究提供了良好的范例，同时也表明NVC研究正朝着更加多元化和全球化的方向发展。

在作者贡献方面，研究识别出多位在NVC领域具有重要影响力的学者。其中，Stefano Tarantini、Anna Csiszar、Zoltan Ungvari、Andriy Yabluchanskiy和Ronney B Panerai等作者在文献数量和引用次数上均表现突出。他们的研究成果不仅在学术界得到广泛认可，还推动了NVC相关研究的理论和实践发展。研究还采用Lotka定律对作者的生产力分布进行了分析，结果显示，大多数研究人员只参与了单篇论文的撰写，而少数高产作者则在多个研究领域中发挥了关键作用。这种分布模式为理解NVC研究的学术生态提供了重要依据，也反映出该领域研究的广泛性和分散性。

在期刊分析方面，研究发现《NeuroImage》《Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism》《Journal of Neuroscience》《Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA》和《Cerebral Cortex》等期刊在NVC研究中占据重要地位。这些期刊不仅在文献数量上领先，还在引用次数和影响力方面表现出色。值得注意的是，自2006年以来，这些期刊的出版量显著增加，这与NVC研究的快速发展相吻合。同时，期刊的引用网络和共引分析也揭示了NVC研究的学科交叉性，表明该领域正逐渐从单一的神经科学扩展到包括分子生物学、免疫学、物理学等多个学科。

关键词分析进一步揭示了NVC研究的核心主题和新兴方向。研究发现，“脑血流”（CBF）、“神经活动”和“神经血管耦合”是最常出现的关键词，表明这些概念是NVC研究的基础。此外，功能性磁共振成像（fMRI）、功能性近红外光谱（fNIRS）和脑血流自动调节等术语的出现，反映了非侵入性神经影像技术在该领域的广泛应用。这些技术的进步不仅提高了研究的精度，也为NVC机制的深入探索提供了新的工具。同时，研究还发现，一些新兴术语如“动脉僵硬与衰老”和“一氧化氮介导的血管调节”正逐渐成为研究热点，显示出NVC研究正从基础机制向更广泛的疾病关联和临床应用拓展。

从文献的演化趋势来看，NVC研究经历了多个阶段的发展。早期的研究主要集中在对基础神经机制的探索，例如神经元和血管之间的相互作用。随着技术的进步，研究逐渐转向更复杂的疾病模型，如阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）和亨廷顿病（HD）等。特别是在2010年代，功能性连接、脑血流自动调节和多模态影像技术成为研究的热点。近年来，NVC研究进一步整合了人工智能、多组学分析和高分辨率影像技术，以期揭示更精细的调控机制，并推动临床转化。这些技术的结合不仅提升了研究的精确性，也为疾病的早期诊断和个性化治疗提供了新的可能性。

NVC在神经退行性疾病中的作用尤为突出。研究表明，NVC的异常可能与AD、PD和HD等多种疾病的病理机制密切相关。在AD中，NVC的受损可能导致脑血流调节失衡，进而影响代谢过程和神经元功能。同样，在PD中，NVC的异常可能与特定脑区的延迟血流反应有关，这种现象可能与疾病的神经血管基础相关。而在HD中，NVC的变化可能与大脑区域的血流分布和功能动态有关，显示出其在不同疾病中的复杂角色。这些发现表明，NVC不仅是研究神经血管功能的重要指标，也可能成为干预神经退行性疾病的潜在靶点。

多模态影像技术在NVC研究中的应用，为探索脑血流与神经活动之间的关系提供了更全面的视角。TCD、fMRI和fNIRS等技术的结合，使得研究人员能够更精确地评估血流动力学反应，并在临床中用于诊断和治疗。特别是近年来，单细胞成像技术的发展，如双光子显微镜，为NVC研究带来了革命性的突破。这些技术不仅提高了研究的时空分辨率，还使科学家能够实时观察微血管的动态变化，从而更深入地理解NVC的分子机制和生理功能。

未来，NVC研究将更加注重跨学科合作和技术整合。通过引入人工智能、多组学分析和高分辨率影像技术，研究人员有望揭示NVC在健康和疾病状态下的更复杂的调控网络。同时，NVC研究的临床转化也受到越来越多的关注，特别是在神经退行性疾病的早期诊断和个性化治疗方面。尽管当前研究已取得重要进展，但仍面临诸多挑战，例如现有影像技术的时空分辨率不足，以及针对NVC的药物干预仍处于探索阶段。因此，进一步的技术创新和跨学科合作将是推动NVC研究向临床应用转化的关键。

综上所述，NVC研究在过去三十年中经历了显著的发展，从基础机制探索到临床应用，逐步形成了一个跨学科、多技术融合的研究体系。随着国际合作的加强和技术手段的不断进步，NVC有望在神经科学和脑健康领域发挥更大的作用。然而，研究仍需克服一些技术障碍和方法局限，以实现更精准的机制解析和更有效的临床干预。未来的研究方向应更加关注NVC的分子机制、动态调控网络以及其在神经退行性疾病中的应用潜力，为神经疾病的预防、诊断和治疗提供新的思路和方法。