每一次心跳，身体都会随着血管的扩张和收缩而产生一股压力脉冲。现在，研究人员认为，即使是大脑中的单个细胞也会随着每一次心跳而微微颤动。
这种变化幅度小于一根头发丝的宽度，但可以通过追踪单个细胞的电信号放电来使其可视化。随着每一次心跳带动脑细胞的震动，神经元与附近电极的关系会发生微小的变化。根据周二发表在Cell Reports上的研究，在纸上记录的这些电信号放电的变化会随着你心跳的每一次脉动而改变。此外，该研究的作者认为，这些记录到的信号变化可能会为科学家对脑细胞进行分类提供全新的方法。
一次幸运的记录
甚至这个项目的起源也有些出乎意料——当时，该论文的一位合著者恰好在监测癫痫病患者的心脏和大脑活动。通过将电极植入患有这种疾病的人的大脑中，加州理工学院的神经学家 Ueli Rutishauser 希望能 pinpoint 癫痫发作起源的大脑区域。但在患者没有癫痫发作的时期，Rutishauser 注意到，植入大脑的电极检测到了与心跳同步的神经元活动。
由于植入大脑的每根导线都会同时追踪多个神经元的活动，研究人员不得不分离数据。该研究的合著者、艾伦研究所的神经科学家 Costas Anastassiou 表示，计算机模型帮助团队识别出哪些电脉冲属于哪个细胞。
研究团队得出结论，大脑深处的神经元颤动最厉害，这可能是因为它们最靠近输送压力脉冲的血管。在一个被称为海马体的大脑区域，该区域对学习和记忆很重要，研究团队将神经元分为三类，它们的电信号在屏幕上显示出不同的变化。
Anastassiou 说，研究人员早已知道，脑细胞放电的记录会随着时间神秘地变化。波形（跟踪大脑电活动的屏幕上的锯齿线）的峰值和谷值会拉伸或收缩。这些观察结果一直被视为一个简单的误差范围——在此之前，研究人员并不知道心脏的参与。“在科学家们称之为‘生物复杂性’的东西中，我们称之为任何我们不理解的东西，”他说。
但现在，研究团队认为他们可以根据细胞记录信号如何随着每次震动而变化来对其进行分类。Anastassiou 认为，随着新的细胞亚型的出现，研究人员可以开始更精细地理解大脑中不同神经元的结构。
拼图的更多碎片
Anastassiou 对这种根据心跳引起的颤动来区分细胞的能力感到兴奋。他说，大脑研究倾向于采用两种方法之一：神经学家要么研究整个活体大脑的功能，要么在显微镜下检查保存的组织样本。 Anastassiou 说，尽管研究人员可能对显微镜下脑细胞的行为方式有很多了解，但很难将这些信息应用于功能性的大脑。“没有人能告诉你每种细胞类型在形成记忆或其他任何实际功能时分别做什么，”他补充道。
Anastassiou 表示，将心跳与大脑活动联系起来，“让我们获得了不止一两种[神经元]细胞类型，并可以像看待由碎片组成的拼图一样看待人脑回路。”这甚至可能有助于研究那些似乎只影响特定神经元群的大脑疾病。
到目前为止，该研究的作者表示，这项工作只是一个概念验证，表明我们还有很多关于大脑的知识需要学习。Anastassiou 说，如果我们将对大脑回路的理解比作拼图，那么我们才刚刚开始收集所需的碎片。“我们无疑正处于起步阶段，”他补充道。
