根據最近的一項研究，人類大腦的平均溫度變化遠遠超過以前所認為的。這可能是健康大腦活動的一個跡象。健康男性和女性的口腔溫度通常低於37°C（98.6°F），而大腦的平均溫度為38.5°C（101.3°F），更深層的大腦區域經常達到40°C（104°F），尤其是在女性中。
過去，對人腦溫度的調查依賴於從腦部受傷的重症監護病人身上收集的數據，在這種情況下往往需要直接監測大腦。最近，一種被稱為磁共振波譜分析(MRS)的掃描大腦的方法使研究人員能夠檢測健康人的大腦溫度，而不需要任何侵入性程序。然而，直到最近，MRS還沒有被用來研究大腦的溫度在一天中如何變化，或考慮到一個人的生物鐘如何影響。
這項新研究創建了第一個健康人類大腦溫度的4D地圖。它由來自英國劍橋醫學研究理事會（MRC）分子生物學實驗室的科學家指導。通過展示大腦溫度因大腦區域、年齡、性別和一天中的時間而變化的驚人程度，該地圖推翻了許多先入為主的觀念。重要的是，這些結果也反駁了人們普遍認為的體溫和腦溫相同的假設。
這項研究最近發表在《大腦》雜誌上，它還檢查了受過腦外傷的人的數據，並發現生存率和每日腦溫周期的存在之間有很強的相關性。這些發現可能有助於對腦損傷的診斷、預后和治療。
健康中引人注目的大腦溫度變化
為了研究健康的大腦，研究人員招募了40名志願者，年齡在20-40歲之間，在愛丁堡皇家醫院的愛丁堡成像設施，在一天內的上午、下午和傍晚接受掃描。
最重要的是，他們還為參與者提供了一個佩戴在手腕上的活動監測器，以便將每個人的身體時鐘或晝夜節律的遺傳和生活方式的差異考慮在內。對於”夜貓子”和早起的人來說，知道每個大腦溫度測量時的生物時間，可以將每個志願者的身體時鐘之間的差異納入分析。
在健康參與者中，平均大腦溫度為 38.5°C（101.3°F），比舌下測量的溫度高2°C 以上。該研究還發現，大腦溫度的變化取決於：
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一天中的時間；
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腦區；
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性別和月經周期；
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和年齡。
在健康的參與者中，平均腦溫為38.5°C（101.3°F），比舌頭下測量的溫度高兩度以上。該研究還發現，大腦溫度因人而異。
雖然大腦表面溫度通常較低，但更深層的大腦結構經常比40°C（104°F）更熱；觀察到的最高大腦溫度為40.9°C（105.6°F）。在所有個體中，大腦溫度顯示出一致的時間變化，將近1°C（1.8°F），在下午觀察到的大腦溫度最高，在晚上最低。
平均來說，女性的大腦比男性的大腦要高0.4°C（0.7°F）左右。這種性別差異很可能是由月經周期驅動的，因為大多數女性是在其周期的排卵后階段被掃描的，她們的大腦溫度比在排卵前階段被掃描的女性高出約0.4°C（0.7°F）。
結果還顯示，在20年範圍內，參與者的大腦溫度隨着年齡的增長而增加，最明顯的是在深層大腦區域，平均增加0.6°C（1.1°F）。研究人員提出，大腦降溫的能力可能會隨着年齡的增長而退化，需要進一步的工作來調查是否與年齡相關的大腦疾病的發展有關。
MRC分子生物學實驗室的組長John O’Neill博士說：“對我來說，我們研究中最令人驚訝的發現是，健康的人類大腦可以達到被診斷為身體其他地方發燒的溫度。過去曾在腦部受傷的人身上測量到這樣的高溫，但曾被認為是受傷造成的。”
“我們發現，大腦溫度在晚上睡覺前會下降，在白天會上升。有充分的理由相信這種日常變化與長期的大腦健康有關–我們希望接下來能進行調查。”
為了探索從健康志願者那裡獲得的數據的臨床意義，研究人員分析了從114名遭受中度至重度創傷性腦損傷（TBI）的患者大腦中連續收集的溫度數據。患者的平均腦溫為38.5°C (101.3°F)，但差異更大，從32.6°C (90.7°F) 到42.3°C (108.1°F)。
在有足夠數據測試每日節律的100名患者中，只有四分之一的人有每日腦溫節律。研究人員在關注重症監護中的生存預測因素時發現，絕對腦溫測量的作用有限，但每日腦溫變化與生存密切相關–事實上，在有每日腦溫節律的創傷性疾病患者中，只有4%在重症監護中死亡，而27%沒有這種節律。
研究人員提醒說，需要更大規模的研究來驗證這種關聯，而且腦溫和生存之間的聯繫只是相關的，這意味着不能假設每日腦溫節律會直接增加生存。然而，觀察到的聯繫意味着監測創傷性腦損傷患者的每日腦溫周期可能是預測生存的一個有希望的工具，並將從進一步的研究中受益。
與健康人的數據一起，這項工作的發現提出了關於在臨床上使用干預措施來改變或控制病人溫度的重要問題。
領導這項研究的MRC分子生物學實驗室的MRC臨床科學家研究員Nina Rzechorzek博士說：“利用迄今為止對正常人類大腦溫度的最全面探索，我們已經建立了’HEATWAVE’–大腦的4D溫度圖。該地圖提供了一個急需的參考資源，可以對照病人的數據，並可能改變我們對大腦工作方式的理解。每天的腦溫節律與創傷性腦損傷后的生存密切相關，這表明全天候的腦溫測量具有巨大的臨床價值。”
“我們的工作也為未來研究每日腦溫節律的破壞是否可以作為幾種慢性腦部疾病（包括痴呆症）的早期生物標誌物打開了一扇門。”