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维持记忆需要成人大脑中的婴儿神经元,这是怎么回事?
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年08月25日 来源:Molecular Psychiatry
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25年前,研究人员发现,不仅仅是发育中的婴儿,成年人也能产生新的脑细胞,这一过程被称为神经发生。但目前还不清楚这些新神经元在健康或疾病中扮演什么角色。
25年前,研究人员发现,不仅仅是发育中的婴儿,成年人也能产生新的脑细胞,这一过程被称为神经发生。但目前还不清楚这些新神经元在健康或疾病中扮演什么角色。
在一项新的小鼠研究中,哥伦比亚大学的研究人员发现,成人的神经发生对于维持一生中支持工作记忆的大脑回路至关重要,而成人神经发生的慢性丧失会导致进行性记忆丧失,就像在人类与年龄相关的认知能力下降和阿尔茨海默病中看到的那样。
这项名为“成年神经元维持海马体胆碱能输入,并在衰老过程中支持工作记忆”的研究发表在7月份的《Molecular Psychiatry》杂志上。
“令人鼓舞的消息是,这些记忆缺陷在小鼠身上是完全可逆的,这增加了我们预防或治疗与人类衰老或痴呆相关的记忆丧失的可能性,”研究负责人、哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院精神病学副教授Alex Dranovsky说。
研究人员估计,大脑的海马体——在记忆、学习和情感中起着关键作用——在成年期每天产生大约1000个新的神经元。
“考虑到大脑包含大约1000亿个神经元,我们有理由质疑这种水平的神经发生是否会对大脑功能产生任何影响,”Dranovsky说。“但在动物的一生中,这些新细胞的影响会随着它们与其他神经元和大脑的其他部分建立联系而增加。”
为了测试成年神经发生是否对长期的大脑健康至关重要,Dranovsky的团队通过对新神经元的诞生地进行辐射或基因工程来阻止成年小鼠的这一过程。
随着时间的推移,小鼠在海马体中产生的神经递质乙酰胆碱越来越少,导致对记忆至关重要的大脑回路发生了深刻的重新布线。小鼠的工作记忆也经历了缓慢但渐进的衰退(用于执行脑力任务的临时“便利贴”)。
值得注意的是,虽然神经发生在治疗后立即受到抑制,但记忆、解剖和生化方面的变化需要5个月(约为小鼠寿命的四分之一)才能出现。
尽管大脑回路发生了某种损害记忆的变化,但回路确实形成了新的、但功能失调的连接,可以用来改善记忆。
Dranovsky说:“这就好像现有的神经元试图弥补神经发生的损失,但失败了,这最初是乙酰胆碱的一个细微缺陷,它们只需要一点推动。”
研究人员怀疑,重塑的神经回路有足够的乙酰胆碱储备,但在需要时无法释放。使用一种药物,研究人员推动神经回路释放更多的乙酰胆碱,甚至在年老的小鼠身上也完全恢复了记忆缺陷。
“研究结果表明,我们必须重新审视关于大脑衰老的旧观念,”Dranovsky说。“它的塑料含量似乎比我们想象的要高。”
胆碱酯酶抑制剂已被用于治疗阿尔茨海默病患者,但收效甚微。“我们认为这种药物和其他许多药物都失败了,因为它们专注于一种细胞或分子。我们的研究结果告诉我们,我们可能需要解决整个记忆回路在衰老和痴呆中受损的事实。”
哥伦比亚大学欧文医学中心提供