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大腦“重新映射”功能紊亂導(dǎo)致阿爾茨海默病空間記憶障礙

阿爾茨海默病是老齡化社會中最嚴(yán)重的疾病之一,但病因往往不清楚,也沒有合適的治療方法。許多阿爾茨海默病患者會出現(xiàn)空間記憶障礙,導(dǎo)致諸如游走等癥狀,給護(hù)理人員帶來很大壓力。然而,空間記憶損傷的原因一直不清楚。

由加州大學(xué)爾灣分校(University of California, Irvine)助理教授Kei Igarashi領(lǐng)導(dǎo)的研究小組闡明了導(dǎo)致阿爾茨海默病空間記憶損傷的腦回路機(jī)制。研究小組使用了2014年在理化學(xué)研究所(RIKEN)開發(fā)的阿爾茨海默病模型小鼠,并使用電生理技術(shù)(1)分析了執(zhí)行記憶行為的小鼠的大腦活動。結(jié)果表明,大腦區(qū)分不同位置的功能稱為“重新映射”(remapping)(2)受損,即健康大腦海馬(3)的功能受損。結(jié)果還表明,海馬功能障礙是由大腦內(nèi)嗅皮層(4)的活動減少引起的。該研究于7月21日發(fā)表在《神經(jīng)元》(Neuron)雜志上。

該研究于7月21日發(fā)表在《Neuron》雜志上

該研究結(jié)果表明,“重新映射”功能紊亂導(dǎo)致阿爾茨海默病的空間記憶障礙。在未來,改善大腦“重新映射”功能可能逆轉(zhuǎn)阿爾茨海默病患者的空間記憶損傷,例如使用腦深部刺激(Deep Brain Stimulation,DBS)療法。

這項(xiàng)研究是由理化學(xué)研究所(RIKEN)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Takaomi Saido和名古屋市立大學(xué)(Nagoya City University)的Takashi Saito教授共同進(jìn)行的,是日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(Japan Science and Technology Agency)戰(zhàn)略基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的一部分。

(1)電生理技術(shù)

這是一種直接測量電信號的方法,使用金屬電極記錄大腦活動。

(2)重新映射

定位細(xì)胞和網(wǎng)格細(xì)胞區(qū)分不同房間的功能。由于海馬體中有數(shù)不清的定位細(xì)胞,每次動物進(jìn)入一個不同的房間,許多定位細(xì)胞的活動模式就會同時改變。由于每個房間中位置細(xì)胞組模式的組合是不同的,所以位置細(xì)胞的組合創(chuàng)造了不同位置的空間記憶。

(3)海馬

大腦的記憶中心。海馬體(在希臘語中是海馬的意思)之所以得名,是因?yàn)樗男螤钆c海馬相似。它有特殊的電路來存儲和回憶記憶信息。海馬體受損時,記憶也會受損。

(4)內(nèi)嗅皮層

大腦的一部分,與海馬體一起形成大腦的記憶中心。來自大腦不同部位的信息通過內(nèi)嗅皮層進(jìn)入海馬體,并儲存在記憶中。儲存在海馬體中的信息通過內(nèi)嗅皮層轉(zhuǎn)移到大腦的不同部位。因此,內(nèi)嗅皮層的損傷也會引起記憶障礙。


參考文獻(xiàn)

Source:Japan Science and Technology Agency

Brain remapping dysfunction causes spatial memory impairment in Alzheimer's disease

Reference:

Heechul Jun, Allen Bramian, Shogo Soma, Takashi Saito, Takaomi C. Saido, Kei M. Igarashi. Disrupted Place Cell Remapping and Impaired Grid Cells in a Knockin Model of Alzheimer's Disease. Neuron, 2020; DOI: 10.1016/j.neuron.2020.06.023

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