用近透视光谱追踪婴儿大脑对触摸的反应

东京都立大学的研究人员测量了婴儿大脑中血液中的含氧血红蛋白水平对触摸的反应如何变化。他们利用光谱方法，将外部传感器放置在熟睡婴儿的头皮上，发现水平达到峰值的时间不会随着婴儿年龄的变化而变化，但其变化量会随着时间的推移而变化。这样的见解揭示了婴儿的生理机能如何发育。

新生儿生命的第一阶段是一系列令人眼花缭乱的快速发育变化。在最先进的测量技术的支持下，神经科学使我们对这些过程有了前所未有的了解。这一过程中的两个关键工具是大脑的功能磁共振成像 (fMRI) 和近透视光谱 (NIRS)。通过近透视光谱仪(NIRS)，放置在婴儿头部的一系列外部传感器可以让科学家追踪大脑中不同化合物的流动如何随时间变化。人们特别关注血红蛋白，它是我们血液中的关键携氧成分。当大脑对光、热和触摸等外界输入做出反应时，氧气就会涌入大脑;NIRS 让我们能够识别血红蛋白的水平，甚至可以区分它是携带氧气还是已经运送了氧气。

现在，由东京都立大学助理教授 Yutaka Fuchino 领导的团队应用 NIRS 来研究婴儿大脑对触摸的反应。研究小组观察了一系列 0 到 1 岁的婴儿，在婴儿睡觉时将传感器放置在他们的头皮上，并跟踪当他们的四肢受到非常轻微的摇晃时，含氧血红蛋白水平如何随时间变化。有趣的是，第一年不同年龄的婴儿表现出非常相似的反应时间，在刺激开始几分钟后血红蛋白出现一个小峰值。事实上，第一个月的婴儿的反应与六个月以上的婴儿的反应基本相同，这表明决定反应速度的因素在出生时就已经完成。

然而，他们还注意到，不同年龄组的婴儿之间信号变化的范围或幅度明显不同。这种变化也不是线性的，1 至 2 个月大的婴儿的变化会下降，然后随着年龄的增加再次增加。这种奇怪的行为可能归因于新生儿最初几个月的某些方面。首先，当他们出生时，由于第一次能够正常呼吸，氧气水平迅速上升。这会抑制促红细胞生成素的产生，促红细胞生成素是一种负责刺激红细胞产生的小蛋白质;这会导致头几个月出现暂时性贫血。随着促红细胞生成素产量再次增加以进行补偿，水平逐渐恢复。其他因素包括神经、静脉和血流水平的发育。

重要的是，该团队的工作强调了大脑中血红蛋白水平的 NIRS 统计数据如何反映发育变化。未来的研究有望比较其他生理反应对血流动力学变化的影响，从而进一步了解大脑及其与身体的相互作用如何发展。

这项工作得到了 KAKENHI 青年科学家资助 (B)(拨款号 16K21266)、创新领域科学研究(拨款号 24119001)和科学研究(C)(拨款号 19K02589)的支持。

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