人类颈部迷走神经及其心脏上支神经纤维的特征、数量和空间分布

引言

在现代医学中，迷走神经刺激疗法（Vagus Nerve Stimulation, VNS）被广泛应用于治疗多种疾病，如癫痫、肥胖、抑郁症以及心脏疾病。尽管整体的迷走神经刺激方法已证明其有效性，但非选择性的全神经刺激常带来一系列副作用，限制了疗法的疗效，因此，深入了解迷走神经的神经解剖结构对开发更为精确的选择性刺激方法具有重要意义。

本研究旨在对人类颈部迷走神经的中段以及其心脏上支的神经纤维进行详细的特征分析，以期为优化迷走神经刺激策略提供基础数据，并减少其对患者可能带来的副作用。这一研究不仅能扩展基础解剖学知识，还可以挑战现有的关于自主神经系统和心脏神经支配的解剖学概念。

研究来源及作者介绍

本研究由Bettina Kronsteiner、Genova Carrero-Rojas和Lukas F. Reissig等科学家共同完成，均隶属于维也纳医科大学的不同部门，包括医学物理与生物医疗工程中心、解剖学部以及再生医学研究中心。本研究成果发表在2024年4月25日的《Brain Stimulation》期刊上，由Elsevier Inc.出版，并符合CC BY许可协议。

研究方法

1. 样本选择与组织采集

研究对象为八位捐献遗体的成年人体（5位女性，3位男性），年龄介于69至82岁之间，没有神经系统疾病史。作者获取了这些遗体的颈部迷走神经及其心脏上支，并根据实验标准进行了固定、处理和切片。

2. 免疫荧光与定量分析

研究采用多色免疫荧光技术，通过抗体标记识别不同类型的神经纤维，并利用半自动化的纤维分割工具进行神经纤维的定量分析。具体步骤如下：

1. 切片标记与显微镜分析：使用针对神经丝（Neurofilament, NF）、髓磷脂碱性蛋白（Myelin Basic Protein, MBP）、酪氨酸羟化酶（Tyrosine Hydroxylase, TH）和胆碱乙酰转移酶（Choline Acetyltransferase, ChAT）等特异性抗体，分别进行双重和三重免疫荧光标记。
2. 图像处理与神经纤维划分：通过激光共聚焦显微镜获得荧光图像，然后利用Fiji软件进行图像预处理和神经纤维的检测与定量分析。

3. 神经纤维的分布与数量

分析结果显示，右侧和左侧颈部迷走神经分别包含25489±2781和23286±3164根纤维，其中三分之二为无髓鞘纤维，三分之一为有髓鞘纤维。两侧迷走神经中的感觉纤维约占总纤维的74%左右，特异性内脏运动和副交感神经纤维约占13%，交感神经纤维则约占13%。

4. 结果及数据分析

研究详细探讨了不同类型的神经纤维在颈部迷走神经和心脏上支的特征与分布。右侧和左侧心脏上支分别包含593.5±239.3和533.3±206根纤维，其中，左侧心脏上支的交感神经纤维显著多于右侧，导致左侧的交感神经纤维对心脏起到的作用更大。

研究结论及应用价值

本研究成果表明，通过对迷走神经的详细解剖研究，选择性刺激迷走神经的感觉与运动纤维是可行的。然而，同样需要注意的是，尽管右侧颈部迷走神经在心率调节中占有重要地位，但在左侧刺激心脏上支中的交感神经纤维可能引发心律失常等风险。

本研究的突出贡献在于首次明确了人类迷走神经中不同类型纤维的确切数量和分布情况，为未来开发新的迷走神经刺激方法提供了理论依据。此外，本研究扩展了关于迷走神经和心脏神经支配的基础解剖知识，对完善自主神经系统的现有概念具有重要意义。

研究亮点和价值

1. 首次定量分析

本研究首次对人类颈部迷走神经及其心脏上支的纤维数量进行了详细定量分析，并明确了各类型纤维的空间分布特点。

2. 临床应用价值

研究结果为开发新的、精准的迷走神经刺激方法提供了重要的解剖学基础，有助于减少刺激过程中的副作用，提高疗法的有效性。

3. 扩展基础解剖知识

研究挑战并扩展了以往关于迷走神经和心脏神经支配的解剖学概念，为进一步探究人类自主神经系统的复杂性提供了新的视角。

4. 技术创新

本研究结合了多重免疫荧光标记和半自动化图像分析技术，提升了神经纤维定量分析的精度和效率，值得在更多相关研究中推广应用。

结论

本研究通过对人类迷走神经及其分支的详细解剖分析，揭示了不同类型纤维的具体数量和空间分布特点，为迷走神经刺激疗法的优化提供了宝贵的基础数据。展望未来，通过进一步的研究和技术创新，有望实现更为精确、安全的迷走神经刺激，为患者带来更大的临床获益。