身體各處的溫度異常被視為疾病的徵兆，已有兩千多年的歷史。軀幹溫度（body temperature）測量簡便，溫度異常往往隱含著疾病診斷的資訊。相比之下，大腦溫度（brain temperature）需要藉助侵入性手段才能直接測量，因此對其研究較少，其臨床意義尚不清楚。
近日，來自劍橋大學分子生物學醫學研究委員會實驗室的Nina Rzechorzek博士及其團隊在著名神經科學期刊Brain上發表最新研究論文。該研究應用磁共振波譜（MRS）腦部掃描技術測量大腦溫度並繪製了第一張健康人類大腦溫度的4D圖，顯示了大腦溫度隨大腦區域、年齡、性別和一天中的時間變化的顯著程度。此外，研究團隊還對創傷性腦損傷患者的資料進行分析，表明大腦溫度日節律與患者生存密切相關。這些發現有助於提高對腦損傷的認識，改善治療和預後。
過去，對大腦溫度直接測量需要依靠侵入性的手段才能實現，所以通常只能從重症監護室的腦損傷患者身上獲取這類資料。本研究則運用了MRS腦部掃描技術，使研究人員能夠無創性地測量健康人大腦溫度。
為了研究健康人的大腦，研究人員招募了40名年齡在20-40歲之間的志願者，分別在一天中的上午、下午和晚上進行腦部掃描。
資料顯示，在健康的受試者中，大腦的平均溫度為38.5℃，比舌下測量的溫度高出2℃以上。研究還發現，大腦溫度的變化取決於一天中的時段、大腦區域、性別和月經週期以及年齡。
大腦表面溫度普遍較低，但大腦深層結構的溫度往往高於40℃，全部受試者中觀察到的最高大腦溫度為40.9℃。女性的大腦溫度平均比男性要高0.4℃左右，研究者推測這種性別差異可能是由月經週期導致的，因為大多數女性是在排卵後進行大腦測溫的，她們的大腦溫度比排卵前的掃描溫度高0.4℃左右。
研究結果還顯示，在長達20年的研究中，參與者的大腦溫度隨著年齡的增長而升高，其中腦深部區域的這種溫度增長最顯著，平均升高0.6℃。大腦的降溫能力可能會隨著年齡的增長而下降，需要進一步研究這種變化是否與年齡相關的腦部疾病的發生發展有關。
一天內健康人大腦溫度隨時間變化圖（來源：Figure 4）
對於健康人腦的溫度資料，本文通訊作者John O’Neill博士評論道:“對我來說，我們研究中最令人驚訝的發現是，健康的人類大腦可以達到身體其他部位被診斷為發燒的溫度。過去曾對腦損傷患者測量過這樣的高溫，但一直被認為是由腦損傷造成的。”他還說到， “我們發現，大腦溫度在晚上睡覺前下降，在白天上升。我們有充分的理由相信，這種日變化與大腦的長期健康有關——這是我們希望接下來進行研究的地方。”
為了進一步探究這些資料的臨床意義，研究人員連續收集了114名中度至重度創傷性腦損傷患者大腦溫度資料並進行了分析。結果發現，這些患者的平均大腦溫度為38.5℃，但變化幅度更大，從32.6℃到42.3℃不等。在100名患者中，只有四分之一的人的大腦溫度存在日週期性的變化，及大腦溫度日節律。
研究人員重點關注重症監護中生存的預後情況，他們發現，單一的大腦溫度測量值對生存預測的作用有限，但每天的大腦溫度變化則與生存密切相關——事實上，有大腦溫度日節律的創傷性腦損傷患者在重症監護中死亡率為僅4%，而沒有這種節律的患者死亡率達27%。
儘管如此，研究人員強調要謹慎看待這種關聯，結論尚需更大規模的研究來驗證。而且大腦溫度和生存情況之間的聯絡只是統計學意義上的相關，並不意味著大腦溫度日節律就能夠直接增加患者的存活率。不過，本研究發現的這種關聯或許提示監測創傷性腦損傷患者的每日腦溫度週期可能是一種有潛力的生存預測工具。
對於這一工作，第一作者Nina Rzechorzek博士表示:“我們建立了‘HEATWAVE’——大腦的4D溫度圖，該圖作為一個重要的參考資料資源，可以與病人的資料進行比較，從而加深我們對大腦工作機制的理解。大腦溫度日節律與腦損傷後患者的生存率密切相關，表明24小時的大腦溫度監測具有很大的臨床價值。我們的工作也為未來的研究開啟了一扇門，是否可以將大腦溫度日節律的紊亂當作痴呆症等幾種慢性大腦疾病的早期生物標誌物值得進一步探索。”
參考資料：
1.Rzechorzek NM, Thrippleton MJ, Chappell FM, et al. A daily temperature rhythm in the human brain predicts survival after brain injury [published online ahead of print, 2022 Jun 13]. Brain. 2022;awab466. doi:10.1093/brain/awab466
2.http://www.sci-news.com/othersciences/physiology/human-brain-temperature-10898.html
來自： 生物谷