本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Miryam Naddaf，原文标题：《“er”一下昏古七了？科学家发现了原因》，题图来自：视觉中国

40%的人一生中至少会晕倒一次，原因可能是炎热、饥饿、站太久，或者只是看到一眼血或针头。

但究竟是什么导致了这种短暂意识丧失（研究者称为晕厥）还是一个谜。

现在研究者发现了控制该过程的一个神经通路，涉及一组连接心脏和脑干的感觉神经元。11月1日发表于《自然》的一项研究^[1]报告，激活这些神经元会让小鼠几乎立即停止活动和摔倒，然后出现人类晕厥中观察到的症状，如瞳孔迅速放大和翻白眼。

作者认为，除了大脑血流减少所致这一长期观察结果之外，这一通路是理解昏倒的关键。“血流减少是一方面，但同时大脑中还有专门控制这个的回路。”研究共同作者Vineet Augustine说，他是美国加州大学圣地亚哥分校的神经科学家。

“这些通路的研究可能会启发针对心源性晕厥的新治疗方法。”加利福尼亚大学心脏病学家Kalyanam Shivkumar说。

新的神经元

控制人们如何以及为何昏倒的机制长久以来都是个谜，部分是因为研究者倾向于单独研究心脏或大脑。但这项研究的作者开发出了工具，表明这两个系统如何交互作用。

研究团队用单细胞RNA测序分析了迷走神经（连接大脑和包括心脏在内的多个器官）的一部分——结状神经节，发现了一些感觉神经元，它们表达一种受体，参与到血管小肌肉的收缩。

这些神经元称为NPY2R VSN，和迷走神经连接肺部或肠道的其他分支不同，它们在心脏较下部的肌肉部位（心室）形成分支，并连接到脑干称为最后区的一个独特区域。

结合高分辨率超声成像和光遗传学（一种用光控制神经活动的方法），研究者刺激小鼠的NPY2R VSN，同时监控其心率、血压、呼吸和眼动。这让研究团队能操纵特定神经元并实时观察心脏的情况。Augustine说，“这在过去是不可能的，因为你需要先弄清楚这些神经元的身份。”

当NPY2R VSN被激活，四处活动的小鼠在数秒之内就晕倒了。除了快速瞳孔扩大和眼球上翻，小鼠还表现出其他人类晕厥的症状，包括心率、血压、呼吸频率降低和流向大脑的血流减少。

“我们现在知道，心脏里有一些受体，当它们被激活时就会关掉心脏。”荷兰莱顿大学医学中心的临床神经学家 Jan Gert van Dijk说。

通常人类从晕厥中会很快恢复。“脑神经特别像被宠坏的小孩。它们要氧、它们要糖，而且现在就要。” van Dijk说。“如果你剥夺它们的氧和葡萄糖，它们会很快停止工作。”

缺氧2-5分钟后，神经细胞就开始死亡，但晕厥通常持续时间不超过60秒。“如果你再次供氧，它们就会回去继续工作，恢复速度也一样快。” van Dijk说。

脑活动

为了更好地理解在晕厥中大脑内部发生了什么，研究者用电极记录了小鼠晕厥时多个脑区里数以千计神经的活动。在此过程中，所有脑区的活动都降低了，除了下丘脑一个被称为脑室周围区（PVZ）的区域。

作者随后阻断了PVZ的活动，结果小鼠的昏倒时间更长了。刺激这一区域会让实验动物醒来，再次开始活动。研究团队认为，一个包括了NPY2R VSN和PVZ的协调神经网络调控昏倒和复苏。

“从临床角度看，这非常激动人心。”英国帝国理工大学的临床心脏病学家Richard Sutton说。发现NPY2R VSN “不能立即回答所有问题”，他补充说，“但我认为结合未来的研究，它几乎能回答所有问题。”

对于“心脏病学家问了几十年的问题，现在你可以引入一种神经科学的观点，真正理解神经系统如何控制心脏。” Augustine说。

下一个大问题是这些神经如何被激发，van Dijk说。“这是我整个职业生涯里最大的谜题之一。”

参考文献：

1.Lovelace， J. W. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-06680-7 (2023).

原文以What causes fainting? Scientists finally have an answer标题发表在2023年11月1日《自然》的新闻版块上

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Miryam Naddaf