《Science》杂志刊登的最新研究揭示了一个重要现象：缺乏运动时，大脑更容易陷入缺氧困境！

丹麦、瑞士和美国的研究团队对小鼠大脑的氧气分布进行了拍摄。从呈现的图像来看，亮度越高的区域意味着氧气含量越充足，反之则是氧气匮乏之处。令人惊讶的是，大脑处于缺氧状态竟是一种常见情形。

在长达20分钟的持续观测过程中，研究人员察觉到，即便小鼠处于清醒状态，其大脑内部也会自然形成一些氧气供应不足的区域，这些区域被命名为“缺氧口袋”（hypoxic pockets）。要知道，大脑是极为敏感脆弱的器官，长期处于缺氧环境，极有可能引发脑细胞的不可逆损伤。

不过，大家不必过度忧虑。因为研究发现，只要积极运动起来，大脑所承受的缺氧压力就能减轻一半以上。

该研究的论文通讯作者、罗切斯特大学神经科学家Maiken Nedergaard教授对此次研究采用的技术满怀期待。她表示：“这项技术为攻克阿尔茨海默症等与大脑缺氧密切相关的疾病开辟了全新路径，同时也让我们有机会深入探究其与生活方式等诸多因素之间的内在联系。”

大脑作为人体耗氧量巨大的器官，仅占约3%的体重，却消耗了近三成的氧气。但它同时又非常脆弱，一旦缺氧，脑细胞会受到多种形式的损害：

此次《Science》杂志报道的研究再次证实，大脑缺氧现象天然存在。因此，为了大脑的健康，保持适量运动至关重要 。

具体而言，研究人员借助生物发光氧指示剂，针对清醒状态下的小鼠大脑皮层展开了氧成像实验。

实验过程中，他们有了重要发现：即便没有施加任何外部刺激，大脑皮层的氧合状态也并非一成不变，而是处于动态变化之中。研究人员进一步观察到一些特殊的局部区域，这些区域的氧分压明显低于周边组织，也就是所谓的“缺氧口袋”。在这些“缺氧口袋”区域，氧气分压仅为11毫米汞柱（mmHg），远远低于判定脑缺氧的18mmHg阈值。

值得注意的是，“缺氧口袋”出现的频率颇高。仅仅在20分钟的观察期内，就出现了大约200个，而且它们还常常在同一区域反复出现。为了弄清楚这些“缺氧口袋”的形成缘由，研究人员展开了深入探究，最终发现其与局部毛细血管流动中断密切相关。

为了模拟和研究毛细血管流动受阻的状况，研究人员把直径为4微米的微球注入小鼠血液中。这些微球进入小鼠大脑的微循环系统后，会引发局部的血流中断。由于血液流动受阻，氧气无法顺畅地输送到受影响的脑区，进而使得这些区域的氧分压下降，最终形成了“缺氧口袋”。

实验过程中还观察到，注入微球后，虽然“缺氧口袋”的数量有所减少，但每个“缺氧口袋”的覆盖面积却增大了。这很可能是因为微球阻塞了多条毛细血管，导致原本相邻的“缺氧口袋”相互融合，形成了更大的区域。另外，微球引发的血流中断还可能造成局部血液重新分布，从而进一步影响周围区域的氧合状态。

大量研究已经表明，脑血流量减少与认知功能下降之间存在着紧密的关联。脑内毛细血管堵塞，会提高阿尔茨海默症等疾病的发病风险。面对这种情况，研究人员不禁思考：既然静息状态下大脑天然存在缺氧问题，那么当大脑处于运动状态时又会怎样呢？带着这个疑问，他们随即展开了相关探究。

而研究结果着实令人安心——改善大脑“缺氧口袋”问题的方法十分简单，那就是运动。

研究人员将小鼠分成三组，分别在KX麻醉状态下、清醒静止状态下以及清醒运动状态下开展实验。随后，他们对不同状态下收集到的数据进行细致分析，比较了“缺氧口袋”的数量、覆盖面积、持续时间以及大小等指标。

分析结果显示，在运动状态下的小鼠大脑皮层中，“缺氧口袋”的数量及其影响范围都显著减少，减少幅度大约为52% 。

看到这儿，你心里可能会冒出一个疑问：运动不是会消耗更多氧气吗？那为什么“缺氧口袋”不但没增多，反而变小变少了一大半呢？

前文提到过，“缺氧口袋”的形成和血液循环息息相关。后续更深入的研究表明，与阻塞毛细血管的情况恰好相反，让血管扩张能够减少“缺氧口袋”的数量以及覆盖面积。

研究人员通过让小鼠吸入二氧化碳的方式来扩张它们的血管。实验结果显示，在小鼠开始吸入二氧化碳后，氧分压随即上升，“缺氧口袋”的数量和面积都显著减少了。实际上，运动也是促使大脑中血管扩张的一个重要因素。运动能够增加血流量，优化氧气的局部供应状况，进而减少“缺氧口袋”的形成。

除此之外，人在运动的时候，心脏的泵血功能会得到增强，血液循环速度加快，这样一来，氧气和营养物质输送到大脑的效率也就提高了。

看到这里，你是不是也觉得应该起身活动活动，迈开腿动起来了呢？

论文地址：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn1011参考链接：https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2024/03/new-imaging-method-illuminates-oxygens-journey-in-the-brain/