靳国恩 综述 格日力审校

    (青海大学高原医学研究中心)

    人类脑计划是继人类基因组计划之后的又一大科学工程，是21世纪最重要的新科技革命内容。因此，21世纪又被誉为脑的世纪。脑所具有的极其复杂性，被科学家比喻为“缩小的宇宙”。脑不仅具有复杂的结构，更具有难以洞悉的高级功能，故脑科学计划有望推进人类发展进程。继美国、日本和欧盟启动脑计划以来，我国也开始筹划相关计划。研究脑科学是科技发展的必然趋势。高原脑科学是在中国脑科学计划的大背景下提出的，2016年在全国高校系统“中国脑科学”研讨会上，高原医学知名专家格日力教授首次提出了“高原脑科学”这样一个全新概念，并对其内涵进行了阐述。本文对此综述如下。

    1.高原脑科学发展概况

    有关高原对脑组织影响的描述，国内记载于《汉书·西域传》，文中描述：“又历大头痛山、小头痛山，赤土、身热之阪，令人身热无色，头痛呕吐，驴畜尽然”；国外记载于1862年詹姆斯·格莱舍和亨利·考克斯韦尔的一篇学术报告，报告描述：“乘热气球上升到8 000米时出现了认知及身体机能不同程度的下降”[1]。从那时起，高原低氧对脑组织影响的相关研究拉开了序幕，我国的低氧对神经系统影响的研究始于上世纪60年代初[2]，最初由于受到实验技术的限制，研究主要着重于生理学方向，随后随着实验技术的发展，研究手段越来越丰富。文献显示，有关低氧对神经系统影响的相关研究经历了三个阶段：第一阶段，围绕低氧神经生理学实验技术开展基础科学研究，比如低氧对神经递质合成释放以及电生理反应等方面的影响、低氧对呼吸中枢及心血管中枢的影响等；第二阶段，将低氧神经生理学技术与行为学/心理学方法相结合开展了对脑的高级功能的研究，比如结合水迷宫实验开展的学习记忆研究等；第三阶段，将低氧神经生理学技术与行为学/心理学、影像学相结合开展了对脑高级功能及结构的综合研究。21世纪的今天正处于第三阶段，有望在高原脑科学领域获得突破性进展。

    2.高原低氧对血脑屏障和脑结构的影响

    高原低氧会对脑造成损伤是个不争的事实，比如高原脑水肿。80%的人进入高原会出现头痛症状，这是低氧引起的神经体液和血流动力学改变(受损)所导致的，特别是脑血流量的突然增大，增加了脑毛细血管压力，致脑组织容量增大，并发生水肿，其中脑血管扩张和颅内压升高是引起头痛的原因之一，MRI显示皮质下白质和胼胝体出现不同程度水肿[3]。同时，血脑屏障的稳定性下降、血流灌注量增大是已知引起脑水肿最直接的结构和动力学因素，研究发现从150米海拔进入3 475米时 ......