“头脑发热”有科学依据!大脑最高温度近41℃，女性比男性大脑更热

身体各处的温度异常被视为疾病的征兆，已有两千多年的历史。躯干温度（body temperature）测量简便，温度异常往往隐含着疾病诊断的信息。相比之下，大脑温度（brain temperature）需要借助侵入性手段才能直接测量，因此对其研究较少，其临床意义尚不清楚。

近日，来自剑桥大学分子生物学医学研究..实验室的Nina Rzechorzek博士及其团队在著名神经科学期刊Brain上发表最新研究论文。该研究应用磁共振波谱（MRS）脑部扫描技术测量大脑温度并绘制了第一张健康人类大脑温度的4D图，显示了大脑温度随大脑区域、年龄、性别和一天中的时间变化的显著程度。此外，研究团队还对创伤性脑损伤患者的数据进行分析，表明大脑温度日节律与患者生存密切相关。这些发现有助于提高对脑损伤的认识，改善治疗和预后。

过去，对大脑温度直接测量需要依靠侵入性的手段才能实现，所以通常只能从重症监护室的脑损伤患者身上获取这类数据。本研究则运用了MRS脑部扫描技术，使研究人员能够无创性地测量健康人大脑温度。

为了研究健康人的大脑，研究人员招募了40名年龄在20-40岁之间的志愿者，分别在一天中的上午、下午和晚上进行脑部扫描。

数据显示，在健康的受试者中，大脑的平均温度为38.5℃，比舌下测量的温度高出2℃以上。研究还发现，大脑温度的变化取决于一天中的时段、大脑区域、性别和月经周期以及年龄。

大脑表面温度普遍较低，但大脑深层结构的温度往往高于40℃，全部受试者中观察到的最高大脑温度为40.9℃。女性的大脑温度平均比男性要高0.4℃左右，研究者推测这种性别差异可能是由月经周期导致的，因为大多数女性是在排卵后进行大脑测温的，她们的大脑温度比排卵前的扫描温度高0.4℃左右。

研究结果还显示，在长达20年的研究中，参与者的大脑温度随着年龄的增长而升高，其中脑深部区域的这种温度增长最显著，平均升高0.6℃。大脑的降温能力可能会随着年龄的增长而下降，需要进一步研究这种变化是否与年龄相关的脑部疾病的发生发展有关。

一天内健康人大脑温度随时间变化图（来源：Figure 4）

对于健康人脑的温度数据，本文通讯作者John O’Neill博士评论道:“对我来说，我们研究中最令人惊讶的发现是，健康的人类大脑可以达到身体其他部位被诊断为发烧的温度。过去曾对脑损伤患者测量过这样的高温，但一直被认为是由脑损伤造成的。”他还说到， “我们发现，大脑温度在晚上睡觉前下降，在白天上升。我们有充分的理由相信，这种日变化与大脑的长期健康有关——这是我们希望接下来进行研究的地方。”

为了进一步探究这些数据的临床意义，研究人员连续收集了114名中度至重度创伤性脑损伤患者大脑温度数据并进行了分析。结果发现，这些患者的平均大脑温度为38.5℃，但变化幅度更大，从32.6℃到42.3℃不等。在100名患者中，只有四分之一的人的大脑温度存在日周期性的变化，及大脑温度日节律。

研究人员重点关注重症监护中生存的预后情况，他们发现，单一的大脑温度测量值对生存预测的作用有限，但每天的大脑温度变化则与生存密切相关——事实上，有大脑温度日节律的创伤性脑损伤患者在重症监护中死亡率为仅4%，而没有这种节律的患者死亡率达27%。

尽管如此，研究人员强调要谨慎看待这种关联，结论尚需更大规模的研究来验证。而且大脑温度和生存情况之间的联系只是统计学意义上的相关，并不意味着大脑温度日节律就能够直接增加患者的存活率。不过，本研究发现的这种关联或许提示监测创伤性脑损伤患者的每日脑温度周期可能是一种有潜力的生存预测工具。

对于这一工作，第一作者Nina Rzechorzek博士表示:“我们建立了‘HEATWAVE’——大脑的4D温度图，该图作为一个重要的参考数据资源，可以与病人的数据进行比较，从而加深我们对大脑工作机制的理解。大脑温度日节律与脑损伤后患者的生存率密切相关，表明24小时的大脑温度监测具有很大的临床价值。我们的工作也为未来的研究打开了一扇门，是否可以将大脑温度日节律的紊乱当作痴呆症等几种慢性大脑疾病的早期生物标志物值得进一步探索。”

参考资料：

1.Rzechorzek NM, Thrippleton MJ, Chappell FM, et al. A daily temperature rhythm in the human brain predicts survival after brain injury [published online ahead of print, 2022 Jun 13]. Brain. 2022;awab466. doi:10.1093/brain/awab466

2.http://www.sci-news.com/othersciences/physiology/human-brain-temperature-10898.html

撰文 | 林立

编辑 | 小耳朵

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