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近年来，人们对心脑联系（即心血管功能对大脑健康和认知的影响）的认识越来越深入。然而，循环的心血管标志物（即在心脏受损或受压时释放到血液中的物质）与脑血管功能（指大脑血管输送氧气和营养物质以支持神经活动的能力）之间的关系，以及它们在认知衰退中的作用尚未完全理解。

2023年5月18日，新加坡国立大学的Juan Helen Zhou博士和Mitchell K. P. Lai博士及其研究团队在Neurology（IF=11.800）上发表了题为“Associations of Blood Cardiovascular Biomarkers With Brain Free Water and Its Relationship to Cognitive Decline: A Diffusion-MRI Study”的文章，探讨心血管功能障碍与老年人认知衰退之间关系的神经机制。该研究针对认知正常、轻度认知障碍和痴呆的老年人进行。研究人员通过扩散磁共振成像（MRI）技术，使用路径模型评估基线的血液生物标志物、大脑中的自由水和认知下降之间的关系，研究发现三种血液心血管生物标志物与大脑中自由水升高相关，会促使神经功能下降的变化变大。

大脑自由水是一种新型成像标志物，可用于检测早期和微妙的脑血管功能障碍。通过扩散磁共振成像（MRI）检测到的自由水被定义为可以自由扩散且不受限制或阻碍的水分子，这使得在与患者诊断相关的图像中容易检测到生物标志物。这可以为疾病进展和治疗反应提供宝贵的见解。

为了解心血管生物标志物与不同大脑功能之间的关系，研究人员分别测量了大脑灰质和白质中的自由水。研究人员发现，血液心血管生物标志物与白质广泛区域的自由水升高相关，白质负责将信号传输到大脑的其他区域；以及特定的灰质网络，包括默认模式（大脑在清醒休息状态下活跃，如在白日梦和思绪漫游时）、执行控制（参与高级认知任务）和体感运动网络（用于执行和协调运动任务）。

研究结果显示，心血管功能障碍可能导致大脑血管的改变，影响小动脉、微动脉和毛细血管，以及引起神经血管变化。这些变化可以引发脑血管功能障碍过程，可能导致神经元损伤、突触丢失和神经退行性变，最终导致痴呆和认知衰退。

此外，广泛的白质和特定网络的灰质中的自由水，捕捉到了脑血管功能障碍的过程，完全解释了血液生物标志物与五年内纵向认知衰退的关联。具体来说，执行控制网络中较高的自由水导致了执行功能障碍，如计划和实现目标的能力、自我控制等，而默认模式网络中的自由水则介导了与记忆功能障碍的关系。

研究结果表明，大脑自由水在心血管功能障碍与纵向认知衰退之间发挥了作用。自由水的改变可能是痴呆患者大脑网络退行性变的早期潜在机制之一，最终影响特定领域的认知功能。

临床上，评估特定大脑网络中的自由水以及心血管生物标志物的血液检测可能有助于个性化预测心血管和脑血管疾病的进展以及特定领域的认知衰退。研究团队将继续开发大脑成像和基于血液的检测方法，为精确和预防医学铺平道路，这对中年和相对健康的人群尤其有帮助。

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