1、背景:航天飛行過程中有許多與地面不同的環(huán)境因素,其中微重力的影響最為重要。微重力環(huán)境會對身體的各個系統(tǒng)造成不同程度的影響,中樞神經(jīng)系統(tǒng)就是其影響之一,而腦灌注(即每100g腦組織每分鐘的腦血流量)及腦組織形態(tài)學是中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化的兩個重要方面,也是學者爭相研究的熱點,并且取得了一定的進展。然而,以往的實驗研究也有一定的不足。關于模擬微重力環(huán)境下腦灌注的研究報道多是動物實驗,不能完全真實反映人體微重力狀態(tài)下腦灌注情況;或者是志愿者模擬微重

2、力實驗前后的經(jīng)顱超聲多普勒(transcranial doppler,TCD)的血流檢查,只能測量一些顱內(nèi)外大血管血流變化數(shù)據(jù),不能測量腦實質(zhì)的灌注數(shù)據(jù)。在腦組織形態(tài)學方面,以往多是采用手工勾畫感興趣區(qū)域,往往容易關注感興趣區(qū)域而忽略總體變化情況,且費時費力,重復性差。
　　隨著醫(yī)療設備的飛躍發(fā)展及MR成像技術的不斷改進,出現(xiàn)了磁共振動脈自旋標記(arterial spin labeling,ASL)及基于體素的形態(tài)學(voxel

3、-based morphometry,VBM)測量技術,并在臨床和科研工作中得到廣泛應用。ASL技術能夠獲得全腦實質(zhì)的灌注數(shù)據(jù),該技術無創(chuàng)、無需注射對比劑、無放射性物質(zhì),且有良好的空間和時間分辨率,能比較全面的反映腦組織灌注情況,是研究活體人腦實時灌注變化的最佳手段。毫米級的高分辨率磁共振活體人腦成像技術為人腦的形態(tài)學研究提供了可靠的數(shù)據(jù),而VBM測量技術則是利用計算機自動后處理技術,對磁共振圖像的每個像素進行自動、全面、客觀的分析,從

4、而使得研究模擬微重力環(huán)境對人腦的形態(tài)學影響具有了技術上的可行性和可信性。
　　目的:(1)明確模擬微重力環(huán)境對正常人腦灰質(zhì)密度有無影響;(2)了解模擬微重力環(huán)境下正常人腦灌注的變化;(3)探討模擬微重力環(huán)境下人腦灰質(zhì)密度與腦灌注變化的相關性。
　　方法:由航天員科研訓練中心招募18名志愿者,進行為期一個月的-6°頭低位模擬微重力臥床實驗,所有志愿者于臥床實驗開始前一天和實驗結束當日接受頭部磁共振掃描。使用3.0T超導MR成像

5、系統(tǒng)采集臥床實驗前后的高分辨率全腦解剖成像數(shù)據(jù)及全腦灌注數(shù)據(jù),運用SPM8(statistical parametric mapping,SPM)軟件進行基于體素的形態(tài)學分析,比較志愿者臥床實驗前后的腦灰質(zhì)密度及腦灌注變化。
　　結果:(1)模擬微重力實驗后志愿者雙側丘腦、雙側舌回、右側緣上回的灰質(zhì)密度減少(P<0.005),左側丘腦減少最顯著,右側海馬區(qū)灰質(zhì)密度增加(P<0.005);(2)模擬微重力實驗后左側后扣帶回、右側島葉

6、及右側顳中回腦灌注增加(P<0.005),左側后扣帶回增加最顯著,左側顳上回腦灌注減少(P<0.005);(3)模擬微重力環(huán)境下發(fā)生的正常人腦灰質(zhì)密度及腦灌注的變化腦區(qū)不同。
　　結論:本實驗組數(shù)據(jù)提示:(1)模擬微重力環(huán)境可能導致成年志愿者腦灰質(zhì)密度發(fā)生變化,出現(xiàn)灰質(zhì)密度減少減少區(qū)域是和負責軀體的感覺、運動、視覺、記憶等功能密切相關,我們認為這可能是以往的模擬微重力研究中感覺功能、認知功能、視覺和運動協(xié)調(diào)能力發(fā)生變化的解剖學因素