Việc điều hòa lưu lượng máu lên não là cốt lõi của chức năng não và tất cả những điều này đều không thể tách rời khỏi đơn vị thần kinh mạch máu (NVU). Đơn vị này bao gồm nhiều tế bào, bao gồm tế bào thần kinh, tế bào hình sao, tế bào nội mô mạch máu, tế bào cơ trơn và tế bào vi giao, hoạt động cùng nhau để điều chỉnh lưu lượng máu trong não nhằm cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho các tế bào thần kinh hoạt động. Hệ thống này phải đối mặt với thách thức lớn là nhu cầu năng lượng cao và khả năng lưu trữ năng lượng thấp của não, và nhiệm vụ chính của nó là tối ưu hóa nguồn cung cấp năng lượng để đảm bảo hoạt động liên tục.
Hoạt động của lưu lượng máu não không phải là một quá trình độc lập mà là một hệ thống điều hòa đa chiều đạt được thông qua sự tương tác giữa các tế bào thần kinh và mạch máu.
Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, sự hiểu biết của chúng ta về hệ thống thần kinh mạch máu đã dần được nâng cao. Kể từ khi khái niệm này lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2001, các học giả đã tiếp tục công bố các nghiên cứu về NVU, tiết lộ các mối liên kết và sự phụ thuộc lẫn nhau ở nhiều cấp độ của não. Các tế bào trong NVU có thể cảm nhận oxy và glucose cần thiết cho hoạt động thần kinh và kích hoạt phản ứng giãn mạch hoặc co mạch vào đúng thời điểm để có thể điều chỉnh lưu lượng máu kịp thời.
Nơ-ron không thể dự trữ năng lượng như tế bào cơ, do đó nhu cầu năng lượng của não phải được đáp ứng ngay lập tức, đây chính là thách thức mà đơn vị thần kinh mạch máu phải đối mặt.
Trong đơn vị thần kinh mạch máu, chức năng của hàng rào máu não cũng rất quan trọng. Hàng rào máu não, bao gồm các tế bào nội mô và các tế bào hỗ trợ xung quanh, có thể lọc hiệu quả các chất ra vào não để duy trì vi môi trường tốt. Do đó, nó không chỉ bảo vệ đường đi của chất dinh dưỡng vào não mà còn hoạt động như một tuyến phòng thủ để ngăn chặn các chất có hại gây viêm và tổn thương.
Với sự tiến bộ của các kỹ thuật hình ảnh hiện đại, chẳng hạn như chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) và chụp cắt lớp phát xạ positron (PET), chúng ta có thể quan sát và định lượng tốt hơn mối liên hệ giữa hoạt động thần kinh và lưu lượng máu não, cung cấp những hiểu biết mới về mối quan hệ giữa hoạt động thần kinh và lưu lượng máu não. Nghiên cứu trong các lĩnh vực như HW và khoa học não bộ cung cấp dữ liệu mở rộng. Tuy nhiên, trong quá trình lấy mẫu hình ảnh, việc quan sát các cấu trúc não sâu vẫn là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn.
Bất kỳ sự cản trở nào đối với chức năng của đơn vị thần kinh mạch máu đều có thể khiến các tế bào thần kinh không nhận được dinh dưỡng thích hợp và thậm chí có thể gây ra tổn thương vĩnh viễn.
Rối loạn chức năng thần kinh mạch máu có thể ảnh hưởng đến chức năng tổng thể của não và có thể liên quan đến nhiều bệnh thoái hóa thần kinh. Cả bệnh Alzheimer và bệnh Huntington đều có thể làm suy yếu chức năng của đơn vị thần kinh mạch máu. Khi hoạt động của tế bào thần kinh giảm hoặc trở nên không ổn định, những thay đổi về lưu lượng máu não cũng ảnh hưởng đến cơ chế điều hòa lưu lượng máu não nói chung, từ đó thúc đẩy quá trình bệnh lý tiến triển hơn nữa.
Điều đáng chú ý là trong mô hình bệnh lý của bệnh Alzheimer, các yếu tố mạch máu được coi là một trong những con đường bệnh lý quan trọng. Sự suy giảm của hàng rào máu não, giảm lưu lượng máu lên não và tổn thương tế bào thần kinh trong bối cảnh viêm mãn tính đều là những yếu tố tiềm ẩn dẫn đến sự phát triển của căn bệnh này.
Nghiên cứu về bệnh Huntington cũng cho thấy rối loạn chức năng thần kinh mạch máu sớm có thể góp phần vào sự phát triển bệnh lý của bệnh và bằng chứng cho thấy tế bào thần kinh chết nhanh có thể liên quan đến lưu lượng máu không đủ. Sự hiểu biết này đang dẫn tới sự phát triển của các phương pháp chẩn đoán sớm.
Trong tương lai, khi chúng ta hiểu sâu hơn về đơn vị thần kinh mạch máu, việc tìm ra phương pháp điều trị có thể điều hòa lưu lượng máu hiệu quả và bảo vệ chức năng thần kinh vẫn là một thách thức lớn trong lĩnh vực khoa học thần kinh. Nếu chúng ta có thể giải mã được cơ chế điều hòa bí ẩn này của lưu lượng máu não, nó sẽ mở ra hướng đi mới và hy vọng cho việc điều trị nhiều loại bệnh khác nhau. Trong quá trình này, bạn đã bao giờ nghĩ đến cách kết nối các dây thần kinh và mạch máu tốt hơn để cải thiện sức khỏe não bộ chưa?