用视网膜成像预测脑血管疾病

大脑是人体中代谢最活跃的器官之一。虽然它仅占人体重量的 2% 左右，但它接收人体总血液供应的 15% 到 20%。长时间流向大脑的血液中断，这种情况称为“慢性脑灌注不足”(CCH)，可导致严重的脑血管疾病，例如白质疾病。

CCH 表现为白质病变，这是一个易受血液供应问题影响的大脑区域。不幸的是，CCH 没有可用的治疗方法。因此，通过可视化病变发展之前发生的大脑微血管变化进行早期诊断至关重要。然而，利用现有的成像技术，这样的诊断具有挑战性。

方便地，对大脑微血管系统的洞察可能来自我们的眼睛。眼睛后部的视网膜是中枢神经系统的外围部分，与大脑物质有许多相似之处。但它的神经细胞类型更少，结构更简单，使其成为研究神经回路和神经血管耦合的极佳靶标。

在最近 发表在 Neurophotonics上的一项研究中，由中国科学院副教授李宝强领导的来自和中国的研究人员调查了微观水平的视网膜血流是否可用于预测涉及灌注不足的脑血管疾病。为了验证这一假设，该团队开发了一种基于双光子显微镜的创新成像方法。

研究人员首先通过轻微阻断小鼠的颈动脉来诱导小鼠发生 CCH。一周后，他们直接在双光子显微镜下研究了他们的一只眼睛。研究人员通过用荧光标签标记小鼠的血浆，观察并计数了在小鼠视网膜微血管系统的单个毛细血管内循环的红细胞 (RBC)。

这些实验的目的是量化尽可能多的毛细血管中红细胞的流量。因此，研究人员将他们的结果与先前在类似实验条件下进行的研究中对大脑灰质和白质进行的类似测量结果进行了比较。

经过仔细的统计分析，他们发现视网膜中的平均毛细血管红细胞通量受 CCH 的影响比白质和灰质中的更显着。虽然与正常小鼠相比，CCH 小鼠视网膜的平均红细胞通量减少了 56%，但白质和灰质相应的减少分别仅为 36% 和 6%。

总的来说，这项研究的结果表明，视网膜微循环可能是 CCH 的一个有前途的预测指标，并有可能作为脑血管疾病的早期诊断生物标志物。此外，研究人员开发的成像方法效率高，信号质量高，可以用标准的商用双光子显微镜实现。

西雅图儿童研究所的神经光子学 副主编 Andy Shih 评论说：“能够在 没有自适应光学的情况下对体内视网膜血管生理学进行成像 是一项创新。这项研究的结果可能会鼓励将传统的双光子成像进一步应用于视网膜研究。”

使用提议的成像技术的未来研究将使科学家能够更好地理解神经回路和神经血管耦合。它还可以通过早期诊断脑血管疾病来帮助挽救生命。