今天发表在《神经元》杂志上的新研究揭示了大脑如何能够通过“及时”系统来满足其大量的能量需求，该系统可以提供为神经细胞提供氧气的氧气。这些发现可以揭示阿尔茨海默氏症等疾病，并有助于解释伴随该疾病而来的认知能力下降。

“我们的大脑需要大量的能量，为了满足这种需求，必须精确地设计血液流动，以确保氧气在需要的地方和需要的时候输送到需要的地方，”医学博士、医学博士 Maiken Nedergaard 说。 ，罗切斯特大学转化神经医学中心联合主任，也是该研究的主要作者。 “这项研究表明，大脑中的微血管在响应需求峰值和加速血液流动以响应神经元活动方面发挥着关键作用。”

大脑中的能量几乎完全由需要氧气的新陈代谢形式产生。然而，神经元仅维持少量能量储备，这些细胞需要持续供应氧气，尤其是当细胞放电并与邻居进行交流时。事实上，大脑对氧气的需求量是巨大的。尽管我们的大脑只占身体的 2%，但它却消耗了身体 20% 的氧气供应。

科学家们很早就认识到，大脑活动与血流量之间存在直接相关性。利用成像技术，他们观察到，当神经元开始放电时，流向大脑活跃区域的血流量就会随之增加。

目前尚未完全了解的是大脑中的血液循环系统如何“知道”它需要增加血流量以应对增加的需求。这是一个重要的问题，因为与身体的其他部位不同，大脑位于一个密闭的空间中，这限制了任何特定时刻手头的血液量。因此，循环系统必须进行精确调节，通过将血液转移和增加到最需要的地方来不断地对需求的变化做出反应。

将血液输送到大脑的系统类似于为城市服务的道路网络。虽然动脉是进入大脑的主要供应路线，但血液最终通过渗透脑组织的大量较小的毛细血管(或微血管)将其氧气有效负载输送到最终目的地。虽然一些科学家推测，主动脉负责对需求的增加做出反应——主要是通过扩张来增加血流量，但尼德加德和她的同事推测，毛细血管必须发挥核心作用，因为它们更接近行动，并且会成为第一个发现需要更多氧气的人。