衰老会导致人类大脑微血管发生广泛的结构变化,这对毛细血管床灌注和氧气运输有显著的影响。目前文献中的大脑毛细血管网络模型侧重于健康的成年人大脑,并没有捕捉到衰老的影响,而这在研究神经退行性疾病时至关重要。这项研究建立在基于离体形态数据的人类大脑微血管统计精确模型之上。该模型根据对三个不同年龄段(青年、中年和老年)小鼠的体内测量结果,改编为“健康”衰老模型。从这个新模型中,可以计算出血液和分子交换参数,例如渗透性和表面积与体积的比值,并在三个年龄组之间进行比较。通过逐个改变模型血管的能力,可以创建连续的衰老梯度。研究发现,从中年到老年,表面积与体积比降低了 6%,通透性降低了 24%,并且网络内的可变性也随着年龄的增长而增加。衰老梯度表明衰老过程的阈值在 75 岁左右,此后微小的变化对血流特性的影响都会被放大。该梯度使得能够在离散时间点比较测量大脑特性的研究。中年和老年毛细血管床对微栓子的反应表明老年毛细血管床对血管闭塞的稳健性较低。随着大脑老化,微血管的脆弱性会增加——有一个“临界点”,超过此临界点,微血管的进一步重塑会对大脑产生过度的影响。在开发大脑的计算机模型时,年龄是一个非常重要的考虑因素,以便准确评估认知能力下降的风险因素并分离微血管健康的早期生物标志物。
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