2024年12月13日，福建醫科大學附屬第一醫院放射科劉芳教授團隊在Brain and Behavior發表“The Impact of Hyperbaric Oxygen Therapy on Functional and Structural Plasticity in Rats With Spinal Cord Injury”，揭示了高壓氧治療對脊髓損傷大鼠功能和結構可塑性的影響。

脊髓損傷（SCI）可能導致損傷部位以下的感官和運動功能喪失。高壓氧治療（HBOT，是一種在高于一個大氣壓的環境中呼吸純氧或高濃度氧來治療疾病的方法）已被證明可以緩解SCI。本研究旨在建立SCI大鼠模型，并使用靜息態功能磁共振成像（rs-fMRI）研究HBOT對實驗性大鼠SCI模型中大腦神經活動和神經運動功能變化的影響。將27只雌性SD大鼠隨機分為三組：假手術組、SCI組和HBOT組。使用rs-fMRI評估全腦區域同質性（ReHo）值和以運動皮層為種子點的功能連接（FC）強度，并計算了神經影像學特征與行為評估之間的相關性。作者評估了相關腦區的尼氏體、NeuN和caspase-3的表達。在SCI之后，左側初級體感皮層、左側紋狀體、右側非顆粒狀島葉皮層和部分邊緣系統皮層的ReHo值降低，這在HBOT后得到逆轉。HBOT能夠增加運動皮層與其他腦區之間的FC強度，BBB量表得分顯示HBOT促進了SCI大鼠的運動功能恢復。通過組織病理學分析，作者的研究發現HBOT可以減少凋亡蛋白，增加神經元數量，并保護SCI大鼠中ReHo和FC顯著變化的腦區的神經功能。

圖一 高壓氧治療促進SCI大鼠的大腦皮層活動

在假手術組、SCI組和HBO組之間，觀察到左側初級體感皮層、右側內嗅皮層（Ent）、左側紋狀體、左側背外側眶皮層（DLO）、右側非顆粒狀島皮層和左側齒狀回的ReHo值存在顯著差異。與假手術組相比，SCI組的ReHo值顯著降低。相反，與SCI組相比，HBO組的ReHo值明顯增加。

圖二 ReHo值與BBB評分呈正相關

運動功能通過BBB量表(BBB（Basso, Beattie, Bresnahan）量表是一種廣泛用于評估脊髓損傷后動物運動功能恢復情況的評分系統，0 分：后肢無任何運動，完全癱瘓。1 分：僅可見髖關節有輕微活動，膝關節和踝關節無運動。2 分：髖關節和膝關節有輕微活動，踝關節無運動。3 分：髖關節、膝關節和踝關節均有輕微活動，但后肢無法支撐體重。4 分：后肢可在平面上移動，但不能支撐體重，或僅能短暫支撐體重后立即摔倒。5 分：后肢可支撐體重，但行走時后肢不協調，呈明顯的蹣跚步態。6 分：后肢可較好地支撐體重，行走時后肢基本協調，但仍存在輕度的運動缺陷。7 分：后肢運動接近正常，但仍有輕微的步態異常，如行走速度較慢或偶爾會出現輕微的滑倒。8 分：后肢運動完全正常，與損傷前無明顯差異)評分進行評估，結果顯示SCI后大鼠的運動功能降低。高壓氧治療在SCI大鼠中顯示出增強運動功能恢復的潛力，但與假手術組相比，運動功能評分仍然顯著較低。通過Spearman相關性分析，在所有陽性簇區域以及左側初級體感皮層、右側內嗅皮層、左側紋狀體、左側背外側眶皮層、右側非顆粒狀島葉皮層和左側齒狀回等腦區，BBB量表評分與ReHo值之間發現了明顯的正相關。

圖三 所有簇的功能連接值與BBB評分呈正相關

異常功能連接（FC）強度從這三個組的每只大鼠中提取出來，并對FC強度與BBB量表評分之間的相關性進行了單獨分析。Spearman相關性分析顯示，運動功能與運動皮層和其他區域之間的FC強度之間存在正相關，包括與左側次級運動皮層、右側基底前腦區、右側初級體感皮層、右側丘腦、左側丘腦、右側背外側眶皮層、右側海馬角狀突起2區、左側初級體感皮層和左側海馬角狀突起3區之間的FC強度。

綜上所述，作者探討了高壓氧治療對SCI大鼠的大腦功能和結構可塑性的影響，以及這種治療如何促進運動功能的恢復。HBOT能夠促進SCI大鼠大腦中的功能和結構可塑性，有助于恢復運動功能。

文章來源：https://doi.org/10.1002/brb3.70196

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