Damian贝利教授
英雄有很多种形式
大脑和神奇的分子
对氧运输的深入了解为治疗与年龄有关的疾病带来了希望
在海平面以下，世界是静止的，安静的，强烈的蓝色。在奋力游完前30米后，水在皮肤上感觉很冷年成．在30米以下，增加的压力会导致你的心率减慢，身体放松，肺部失去容量，直到你到达一个点，开始毫不费力地快速下沉。在你的体内，二氧化碳在不断积累，努力地推动一些机制，这些机制旨在让你的大脑知道是时候呼吸了，告诉你你的身体已经接近极限，你将不再有足够的氧气返回地面。生理学和生物化学教授达米安·贝利认为，自由潜水的吸引力部分在于发现身体能力的极限，但也在于理解人体最重要的过程之一——氧气输送到大脑——并获得独特的见解，这可能有助于数百万人活得更好、更长久、更无病。
贝利教授是牛津大学科学与健康研究所所长南威尔士(中国)和访问教授的大学斯旺西(英国)，阿尔斯特(N.Ireland)而且马赛(法国)．在某种程度上，他因与精英运动员的合作而闻名，此前他曾与美国体育协会(the英国奥林匹克团队通过高原训练“加速”他们的表现，但他也遵循了强大的科学传统，研究个体如何应对极端环境，为日常生活提供一扇窗口。他的研究重点是调节氧气输送到大脑的因素，他对外科病人、运动员、自由潜水员和登山运动员的研究为普通人和他们随着年龄增长所面临的疾病提供了新的视角和更好的理解。戴米安有过自由潜水和登山的经历，他不害怕冒险，也不害怕重大的科学问题。他说:“越来越多的人活到老年，这与神经退行性疾病的患病率增加有关。”“我们能否改善人口老化的生活质素?”体育活动能减缓导致老年性疾病的过程吗?
自由基和运动的力量
达米安特别感兴趣的是大脑的适应性，长期运动改善脑血管功能的机制，以及了解这对氧运输和临床结果的影响。他的研究表明，锻炼是一种很有希望的对抗衰老和相关神经退行性变的对策。体育锻炼甚至可以帮助预防阿尔茨海默氏症和痴呆。为了了解它的好处，达米安把注意力集中在自由基上，自由基是调节氧气向大脑输送的分子，有好有坏。他首次在锻炼人体的过程中发现，骨骼肌中自由基的形成会增加——鉴于这些分子具有破坏组织结构的能力，人们通常认为这是一件坏事——他后来证明，在生理控制的量下，自由基作为适应性信号分子，有助于改善血管健康，不仅在肌肉内，而且在大脑中。这些适应性可以让运动中的大脑像年轻十岁一样工作，这可以减少中风和痴呆的发病率——真正的“锻炼大脑获得收益”。这是一个理想的结果。每个人都有能力对抗与年龄有关的神经退行性变，不需要任何费用，也没有药物带来的副作用。
脑血管危险的新指标
达米安的研究不仅有助于提高我们筛查动脉粥样硬化等临床疾病的能力，他还在开发敏感的大脑生物标记物，帮助识别那些脑震荡风险增加的运动员，或那些更可能死于高海拔脑综合征(包括急性高山病和脑水肿)的运动员。这些生物标记物已经在医院和运动场上使用，提供了更加敏感和客观的生物标记物，不仅与提高成绩有关，而且与改善大脑健康和健身有关。
正如在大脑意识周期间发表的，达米安关于橄榄球联盟中重复脑震荡影响的研究有可能改变国家比赛的规则。“在威尔士，我们是狂热的橄榄球迷，我们以橄榄球为生活和呼吸，我们热衷于鼓励体育活动及其对大脑的好处——但我们正在了解更多脑震荡的长期影响，包括加速认知能力下降和早发性痴呆。”我们不想停止游戏，而是提供客观的生物标记物，让游戏在不同年龄和能力的人群中更加安全，从特别容易遭受终身脑损伤的在校儿童到职业玩家。此外，我们的测试旨在检测急性环境下的轻微创伤性脑损伤——你可以在比赛环境中使用它们，并获得即时测量结果，以指示球员何时安全返回球场。”
性别在氧气运输中的作用
他探索了男性和女性大脑在适应大脑血液流动变化方面的差异。“我们的初步发现表明，与男性大脑相比，女性大脑的适应性更强，能够更好地应对和适应极端缺氧情况。女性自由潜水者正在迅速赶上她们的男性同行，我预测，鉴于她们在保护脑氧合方面的卓越能力，她们可能会超过男性。”在了解疾病易感性的明显性别差异方面，向大脑输送氧气可能是一个区分因素。
虽然USW有一个设备齐全的常压低氧室，达米安并没有在威尔士的实验室里纯粹地研究他的理论。一如既往，他定期组织去南美洲的研究和登山探险活动，与那些对科学和冒险相结合感兴趣的学生一起。最近对智利和玻利维亚的考察集中在人类大脑如何适应高海拔的缺氧以及这在多大程度上受到性别的影响。除了科学目标，该团队还完成了一个攀登目标，以证实他们的发现。他们登上了位于玻利维亚的最高山峰——海拔6500多米的内瓦多萨贾玛峰，并进行了一场足球比赛，以展示女性如何更好地应对极端的运动和缺氧。
科学与冒险的完美结合
达米安对工作的热情是显而易见的。“当我们探索对基本生理机制的独特见解时，我们得到了一个极好的机会，将真正的冒险感融入到我们所做的一些研究中。我们的临床和应用模型让我们可以精确地问清楚，为什么我们的大脑进化得如此依赖氧气，以及大脑获得的氧气在多大程度上影响我们的疾病轨迹。”
在这些极端环境下进行实验还需要特殊的设备——ADInstruments很荣幸能在这方面提供帮助。除了记录一系列复杂的实时信号，包括心率、血压、呼出的气体、脑血流、活动和氧合，达米安还需要设备紧凑、便携和坚固。“ADInstruments的硬件，特别是PowerLab，彻底改变了我们在这些具有挑战性的环境中可以做的科学工作，我们可以真正把我们的实验室带到山上。该设备在以极端温度、风和缺氧为特征的极端环境中表现出色。当你花了很多钱把一件设备送到山区时，你希望该设备在测试人类志愿者时能正常工作——幸运的是，PowerLab特别耐用。”他补充说:“你甚至可以把咖啡放在上面——这在你攀岩的时候是一件很棒的事情!”
大脑研究的未来
达米安特别热衷于探索氧气感知这一新兴领域——大脑是如何感知缺氧的，以及它使用什么信号来帮助我们的身体适应并最终存活下来。他还热衷于推动一个被称为量子生理学的新领域，“我们认为我们可以用数学术语解释生理过程，并依靠量子原理来理解大脑如何与氧相互作用——氧本身就是一种自由基。我们的极限运动员可能利用了量子力学的独特特征来获得生理和表现上的优势!这是非常新的和令人兴奋的，在某些方面很投机，但正是这些类型的大想法帮助神经科学领域向前发展。”
虽然未来的研究道路很难预测，但我们知道它将包括对人体如何应对缺氧的应用研究。“对我来说，探险是为了提供机会，激励下一代研究人员解决一些我们仍在努力解决的真正复杂的问题。这是一种很好的方式，向他们展示有机会发挥创造力，将优秀的科学与冒险意识结合起来，在这样做的过程中获得很多乐趣。”
我们祝愿达米安和他的团队在科学研究方面一切顺利。我们非常自豪能够参与到未来的大脑研究中来。
