研究目的脑是人体最重要的中枢神经器官,其功能的正常运行对生命活动至关重要。脑的各种功能运行主要依靠有氧代谢,对氧环境的改变十分敏感,严重低氧会导致脑损伤。而高原暴露、高空活动以及一些临床疾病都伴有低氧,低氧期间脑内血流变化已得到了充分的研究,但是复氧后脑内血流变化以及会不会存在后遗症尚不明确。多年来,本实验室通过对驻藏军队、高原支教队和高原登山队的长期研究发现,岛叶和枕叶在低氧和复氧中受到显著影响。本课题重点观察脑血流（Cerebral blood flow,CBF）在急性低氧/复氧过程中的动态变化,尤其是岛叶和枕叶等脑区。其次,探究CBF与脑氧代谢的关系,并对CBF调节机制进行较深入的探讨,为局部脑微环境研究和伴有低氧现象疾病的治疗提供理论依据。材料与方法本课题于2018年10月招募了 19名厦门大学本科生,被试全部为男性,平均年龄20±0.7岁。所有被试均给予30分钟10%氧浓度的低氧吸入。分别在低氧前即处于常氧时,低氧期间的10分钟和30分钟,以及结束低氧后复氧期间的1小时和6小时五个时间点进行以下检测:1)生理指标包括血氧饱和度、脉搏、呼吸频率、血压;2)行为测试包括急性高原反应、抑郁症状;3)脑磁共振成像（Magnetic resonance imaging,MRI）扫描包括3D T1结构像、动脉自旋标记（Arterial spin labeling,ASL）和定量磁敏感成像（Quantitative susceptibility mapping,QSM）。采用配对T检验将低氧和复氧各时间节点CBF结果与低氧前基础CBF 比较,采用基于体素形态测量（Voxel-based morphometry,VBM）方法分析全脑的显著性差异簇,单独分离差异簇生成感兴趣区（Regions of interest,ROI）,对所有被试提值分析,并进行动态分析。此外,还将CBF与各生理指标进行相关性分析。研究结果低氧与常氧基础生理指标相比,被试在低氧10分钟和30分钟时的血氧饱和度均显著降低,但是脉搏、血压和呼吸频率均无显著性变化。复氧与常氧基础生理指标相比,被试在复氧1小时的呼吸频率显著增加,脉搏、血氧饱和度和血压均无显著性差异;复氧6小时后,收缩压显著降低,血氧饱和度显著增加,呼吸频率、舒张压和脉搏均无显著性差异。CBF结果显示,在低氧10分钟,首先出现CBF降低,呈现出降低范围大但脑区零散的特点,主要包括左侧豆状核、左侧额中回、右侧岛叶、右侧扣带回和右侧颞中回等。当继续低氧至30分钟,CBF降低范围开始减少,主要集中在扣带回;同时,出现CBF增加的区域,主要为左侧岛叶和左侧枕叶。低氧结束复氧1小时,CBF降低区域由集中在扣带回的一簇变为分散在扣带回附近的散点;CBF增加区域也从左岛叶、左枕叶变为右枕叶。复氧6小时,CBF降低区域进一步减少,但仍以扣带回区域为主;CBF增加区域,围绕着左右枕叶有所扩大。对岛叶、枕叶和扣带回的CBF进行ROI提值,并与生理指标进行相关性分析,结果发现常氧时右侧枕叶CBF与脉搏存在负相关性;在低氧10分钟时扣带回CBF与血氧饱和度存在负相关性,而复氧1小时两者存在正相关性;在复氧6小时右侧枕叶CBF与脉搏则恢复负相关性ROI提值分析发现,左右岛叶、左右枕叶和扣带回的CBF变化趋势与磁化率变化趋势在整体上呈相反态势,即CBF增加时磁化率降低,反之亦然。但是在低氧30分钟时扣带回的CBF和磁化率是同步下降的,这说明此时此处的脑代谢活动有可能是减弱的。同样是在低氧30分钟时,右侧枕叶的CBF和磁化率同步增加,说明此处的脑代谢活动有可能增加。结论（1）急性低氧/复氧期间,CBF的变化为分散、聚集反复波动的态势,且与低氧相比复氧时CBF不是线性恢复。（2）在低氧/复氧过程中岛叶和枕叶等结构发生变化的氧敏感脑区先发生了 CBF的变化。（3）急性低氧/复氧所致CBF变化在不同脑区之间的分布具有差异性,且该差异为脑氧代谢差异所致。（4）低氧所致扣带回脑氧代谢降低是为满足枕叶等脑区的脑氧代谢增加,以维持脑内稳态平衡。（5）急性低氧/复氧CBF与脑代谢不是简单的耦合或非耦合,而是稳定且可调节的。