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睡眠期间，脑脊液（CSF）流动增强，并被认为有助于清除脑内代谢废物。人类成像研究表明，睡眠与第四脑室内大幅度的脑脊液整体流动波相关；然而，脑组织周围的脑脊液流动动力学尚不清楚。在本研究中，我们探讨了脑脊液流动如何在蛛网膜下腔内组织起来。蛛网膜下腔既是脑皮层表面液体交换的关键场所，也是脑脊液运出颅腔的重要通道。我们采用7特斯拉磁共振成像技术，同时测量皮层血流动力学和蛛网膜下腔内缓慢的脑脊液流动，并在睡眠状态下进行检测。我们发现，自发性超慢速血流动力学振荡与脑室及蛛网膜下腔内空间结构化且具有方向性的脑脊液流动相耦合。血流动力学振荡和第四脑室内的整体流动均在不同相位与全脑范围的脑脊液流动相关，表明二者反映的是同一个协调一致的脑脊液运动周期。与作为脑脊液运动典型驱动因素的心脏搏动相比，血流动力学驱动的脑脊液流动呈现出独特的方向性模式，其瞬时振幅较小，但产生的累积位移显著更大，因此在一个振荡周期内具有更强的运输潜力。综上，这些发现表明，睡眠期间的血流动力学振荡与贯穿脑室和蛛网膜下腔、在时间上协调一致且具有方向性的脑脊液流动相耦合，提示睡眠依赖性神经元活动能够以一种独特的空间模式驱动液体在整个人脑内流动。
睡眠期间自发性血流动力学振荡协调蛛网膜下腔与脑室内脑脊液的定向流动 | bioRxiv
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睡眠期间自发性血流动力学振荡协调蛛网膜下腔与脑室内脑脊液的定向流动
Danlei
Chen
,
Fuyixue
Wang
,
Amelia
Strom
,
Hannah
Yun
,
Jonathan R.
Polimeni
,
Zijing
Dong
,
Laura D.
Lewis
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.10.07.757422
Danlei Chen
1
美国马萨诸塞州剑桥市，麻省理工学院电气工程与计算机科学系；美国马萨诸塞州查尔斯敦市，马萨诸塞州总医院 Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心；
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联系作者：
danlei{at}mit.edu
Fuyixue Wang
2
美国马萨诸塞州查尔斯敦市，马萨诸塞州总医院 Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心；美国马萨诸塞州波士顿市，哈佛医学院放射学系；
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Amelia Strom
3
美国马萨诸塞州查尔斯敦市，马萨诸塞州总医院 Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心；美国马萨诸塞州剑桥市，麻省理工学院哈佛—麻省理工健康科学与技术项目；
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Hannah Yun
1
美国马萨诸塞州剑桥市，麻省理工学院电气工程与计算机科学系；美国马萨诸塞州查尔斯敦市，马萨诸塞州总医院 Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心；
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Jonathan R. Polimeni
4
美国加利福尼亚州斯坦福，斯坦福大学放射科；
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Zijing Dong
2
美国马萨诸塞州查尔斯敦，马萨诸塞州总医院 Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心；美国马萨诸塞州波士顿，哈佛医学院放射科；
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Laura D. Lewis
5
美国马萨诸塞州剑桥，麻省理工学院电气工程与计算机科学系；美国马萨诸塞州查尔斯敦，马萨诸塞州总医院 Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心；美国马萨诸塞州波士顿，哈佛医学院放射科
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睡眠期间，脑脊液（CSF）流动增强，并被认为有助于清除脑内代谢废物。人类影像学研究表明，睡眠与第四脑室内大幅度的脑脊液整体流动波相关；然而，脑组织周围的脑脊液流动动力学尚不清楚。在此，我们研究了脑脊液流动如何沿蛛网膜下腔组织化；蛛网膜下腔既是液体跨越皮质表面进行交换的关键部位，也是液体输送出颅腔的重要通道。我们采用一种可在 7 特斯拉磁场下同时测量皮质血流动力学和缓慢蛛网膜下腔脑脊液流动的磁共振成像技术，并将其应用于睡眠状态。我们发现，自发性的次慢速血流动力学振荡与整个脑室和蛛网膜下腔内具有空间结构和方向性的脑脊液流动相耦合。血流动力学振荡
第四脑室整体流动均与不同阶段的全脑脑脊液流动相关，表明二者反映的是一个协调一致的脑脊液运动周期。与作为脑脊液运动典型驱动因素的心脏搏动相比，血流动力学驱动的脑脊液流动表现出不同的方向性模式，其瞬时振幅较小，但产生的累积位移显著更大，因此在一个振荡周期内具有更大的潜在运输能力。综上，这些发现表明，睡眠期间的血流动力学振荡与贯穿脑室及蛛网膜下腔的、在时间上协调且具有方向性的脑脊液流动相耦合，提示睡眠依赖性的神经元活动以一种独特的空间模式驱动液体在人体大脑内运动。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助者信息
美国国立卫生研究院
，U19NS128613
，R01AT011429
，R01AG070135
，R00AG083056
，R01EB036507
，U24NS129893
McKnight神经科学捐赠基金
Alfred P. Sloan基金会
Pew慈善信托基金
Simons基金会
，811231
K. Lisa Yang脑-身中心
版权
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该预印本依据CC-BY 4.0国际许可协议提供。
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发布于2026年10月14日。
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Danlei
Chen
Fuyixue
Wang
Amelia
Strom
Hannah
Yun
Jonathan R.
Polimeni
Zijing
Dong
Laura D.
Lewis
bioRxiv
2026.10.07.757422；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.07.757422
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睡眠期间自发性血流动力学振荡协调蛛网膜下腔和脑室内脑脊液的定向流动
Danlei
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Fuyixue
Wang
Amelia
Strom
Hannah
Yun
Jonathan R.
Polimeni
Zijing
Dong
Laura D.
Lewis
bioRxiv
2026.10.07.757422；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.07.757422
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关键词：脑脊液流动 · 睡眠生理学 · 血流动力学振荡 · 蛛网膜下腔 · 磁共振成像
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.07.757422v1?rss=1