研究称关闭嘈杂的神经元可恢复小鼠因阿尔茨海默病而丧失的记忆

2020年06月10日 15:41 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

德国的研究人员发现了阿尔茨海默病损害记忆回忆的新机制--重要的是,他们找到了一种在小鼠身上逆转这种机制的方法。编码现有记忆的神经元被编码新经验的神经元的噪音所淹没,沉默这些神经元让小鼠重新获得失去的记忆。

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海马体是大脑中负责将经验编码成记忆的区域,通过建立神经元网络来存储信息。当我们回忆起以前的情况时,这些神经元同样会被激活。但当阿尔茨海默病发作时,海马体通常是最先消失的大脑区域之一。这表现为患者所熟悉的记忆力下降和混乱。

此前人们认为,这种疾病损害了含有记忆的神经元,使它们在回忆时无法被激活,最终失去了它们所拥有的记忆。但德国神经退行性疾病研究中心(DZNE)科学家的这项新研究发现了另一种机制在起作用。

在对患有阿尔茨海默病模型的小鼠进行测试时,研究小组发现,含有记忆的神经元仍然活跃,而回忆存储在那里的记忆的麻烦实际上发生在更上游。研究人员的调查涉及研究两组小鼠--一组是健康的对照组,另一组是患有阿尔茨海默病的小鼠。研究小组使用双光子活体显微镜观察这些小鼠在探索新环境时大脑中神经元的活动。

几天后,两组小鼠第二次回到该环境中,研究人员观察到了明显的行为差异。健康的小鼠认出了那个房间,但患病的小鼠却没有,而是像第一次遇到环境一样探索环境。研究小组还注意到小鼠神经元活动的差异。耐人寻味的是,那些患有阿尔茨海默病的小鼠正在“回忆”之前的经历--包含这些记忆的神经元被激活。但信号却被其他神经元所阻挡,这些神经元正忙于将体验编码为“新奇的”。

“原因是新奇的经验编码神经元干扰了含有记忆的神经元的信号,并与它们的信号叠加在一起。”这项研究的首席研究员Martin Fuhrmann说。“这就像一个嘈杂的电视信号:画面变得扭曲;你甚至可能会看到像素或条纹。类似的事情也发生在小鼠的大脑内部。干扰信号抑制了它们的记忆。这种干扰显然是大脑病理变化的结果。”

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深入探究,研究人员随后尝试在健康和患病小鼠中控制这些神经元。通过利用一种叫做化学遗传学的技术,该团队能够设计新的经验编码神经元,使它们对某种分子做出反应。在这样做的过程中,他们能够打开健康小鼠中的噪音神经元,并在类似患有阿尔茨海默病的小鼠中关闭它们。

果然,这种联系变得很明显。当新奇的环境实验再次运行时,两组小鼠的行为有效地交换了。“患有阿尔茨海默病的小鼠现在又认识到了环境,它们的记忆力得到了恢复。”该研究的第一作者Stefanie Poll说。“然而,健康小鼠的记忆力却因人工噪音而受损。”

这是一项耐人寻味的研究,但当然要记住,到目前为止,这只是在小鼠身上进行的。无法保证同样的机制在患有阿尔茨海默病的人类身上发挥作用,也无法保证将其作为潜在的治疗目标是否安全。

“想象一下未来的疗法,我们或许可以拯救患有阿尔茨海默病或其他影响记忆回忆的疾病的人的记忆,”Fuhrmann说。“我们可能通过用未来的方法降低这些噪音诱导神经元的活性来实现这一目标。此外,这可能对患有创伤后应激障碍的人有帮助。在这里,可以人为地激活噪声诱导神经元,以干扰创伤性记忆,旨在覆盖它。”

该研究发表在《自然-神经科学》杂志上。

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