过去，对人脑温度的调查依赖于从脑部受伤的重症监护病人身上收集的数据，在这种情况下往往需要直接监测大脑。最近，一种被称为磁共振波谱分析(MRS)的扫描大脑的方法使研究人员能够检测健康人的大脑温度，而不需要任何侵入性程序。然而，直到最近，MRS还没有被用来研究大脑的温度在一天中如何变化，或考虑到一个人的生物钟如何影响。
这项新研究创建了第一个健康人类大脑温度的4D地图。它由来自英国剑桥医学研究理事会(MRC)分子生物学实验室的科学家指导。通过展示大脑温度因大脑区域、年龄、性别和一天中的时间而变化的惊人程度，该地图推翻了许多先入为主的观念。重要的是，这些结果也反驳了人们普遍认为的体温和脑温相同的假设。
这项研究最近发表在《大脑》杂志上，它还检查了受过脑外伤的人的数据，并发现生存率和每日脑温周期的存在之间有很强的相关性。这些发现可能有助于对脑损伤的诊断、预后和治疗。
健康中引人注目的大脑温度变化
为了研究健康的大脑，研究人员招募了40名志愿者，年龄在20-40岁之间，在爱丁堡皇家医院的爱丁堡成像设施，在一天内的上午、下午和傍晚接受扫描。
最重要的是，他们还为参与者提供了一个佩戴在手腕上的活动监测器，以便将每个人的身体时钟或昼夜节律的遗传和生活方式的差异考虑在内。对于"夜猫子"和早起的人来说，知道每个大脑温度测量时的生物时间，可以将每个志愿者的身体时钟之间的差异纳入分析。
在健康参与者中，平均大脑温度为 38.5°C(101.3°F)，比舌下测量的温度高2°C 以上。该研究还发现，大脑温度的变化取决于：
一天中的时间;
脑区;
性别和月经周期;
和年龄。
在健康的参与者中，平均脑温为38.5°C(101.3°F)，比舌头下测量的温度高两度以上。该研究还发现，大脑温度因人而异。
虽然大脑表面温度通常较低，但更深层的大脑结构经常比40°C(104°F)更热;观察到的最高大脑温度为40.9°C(105.6°F)。在所有个体中，大脑温度显示出一致的时间变化，将近1°C(1.8°F)，在下午观察到的大脑温度最高，在晚上最低。
平均来说，女性的大脑比男性的大脑要高0.4°C(0.7°F)左右。这种性别差异很可能是由月经周期驱动的，因为大多数女性是在其周期的排卵后阶段被扫描的，她们的大脑温度比在排卵前阶段被扫描的女性高出约0.4°C(0.7°F)。
结果还显示，在20年范围内，参与者的大脑温度随着年龄的增长而增加，最明显的是在深层大脑区域，平均增加0.6°C(1.1°F)。研究人员提出，大脑降温的能力可能会随着年龄的增长而退化，需要进一步的工作来调查是否与年龄相关的大脑疾病的发展有关。
MRC分子生物学实验室的组长John O’Neill博士说：“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被诊断为身体其他地方发烧的温度。过去曾在脑部受伤的人身上测量到这样的高温，但曾被认为是受伤造成的。”
“我们发现，大脑温度在晚上睡觉前会下降，在白天会上升。有充分的理由相信这种日常变化与长期的大脑健康有关--我们希望接下来能进行调查。”
为了探索从健康志愿者那里获得的数据的临床意义，研究人员分析了从114名遭受中度至重度创伤性脑损伤(TBI)的患者大脑中连续收集的温度数据。患者的平均脑温为38.5°C (101.3°F)，但差异更大，从32.6°C (90.7°F) 到42.3°C (108.1°F)。
在有足够数据测试每日节律的100名患者中，只有四分之一的人有每日脑温节律。研究人员在关注重症监护中的生存预测因素时发现，绝对脑温测量的作用有限，但每日脑温变化与生存密切相关--事实上，在有每日脑温节律的创伤性疾病患者中，只有4%在重症监护中死亡，而27%没有这种节律。
研究人员提醒说，需要更大规模的研究来验证这种关联，而且脑温和生存之间的联系只是相关的，这意味着不能假设每日脑温节律会直接增加生存。然而，观察到的联系意味着监测创伤性脑损伤患者的每日脑温周期可能是预测生存的一个有希望的工具，并将从进一步的研究中受益。
与健康人的数据一起，这项工作的发现提出了关于在临床上使用干预措施来改变或控制病人温度的重要问题。
领导这项研究的MRC分子生物学实验室的MRC临床科学家研究员Nina Rzechorzek博士说：“利用迄今为止对正常人类大脑温度的最全面探索，我们已经建立了'HEATWAVE'--大脑的4D温度图。该地图提供了一个急需的参考资源，可以对照病人的数据，并可能改变我们对大脑工作方式的理解。每天的脑温节律与创伤性脑损伤后的生存密切相关，这表明全天候的脑温测量具有巨大的临床价值。”
“我们的工作也为未来研究每日脑温节律的破坏是否可以作为几种慢性脑部疾病(包括痴呆症)的早期生物标志物打开了一扇门。”
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