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神经科学家发现跟年龄相关的记忆丧失有关的大脑机制

2022-05-31 09:15 · 稿源: cnbeta

约翰霍普金斯大学的神经科学家通过跟实验鼠的合作确定了大脑中负责一种常见的跟年龄相关的记忆丧失的机制。这项工作于5月在《Current Biology》上发表,其为衰老的大脑的运作提供了新的见解并可能加深我们对阿尔茨海默氏病和人类类似疾病的理解。

“我们在正试图了解正常的记忆及为什么大脑中一个叫做海马体的部分对正常记忆如此关键,”这项研究的论文第一作者James Knierim说道,“但也有许多记忆障碍,这个区域出了问题。”他是该大学Zanvyl Krieger精神/大脑研究所的教授。

神经科学家们知道,位于大脑颞叶深处的海马体的神经元负责一对互补的记忆功能--称为模式分离和模式完成。这些功能在海马的一个叫CA3的微小区域中以梯度的方式发生。

当这些功能摆动失去平衡时记忆就会受损,进而导致遗忘或重复自己的症状。约翰-霍普金斯大学的研究人员发现,随着大脑的老化,这种不平衡可能是由CA3梯度的消失造成,另外,模式分离功能逐渐消失,而模式完成功能则取而代之。

负责模式分离的神经元通常在CA3区的近端区域更为普遍,而负责模式完成的神经元则在远端区域普遍存在。来自精神/大脑研究所的助理研究科学家Heekyung Lee指出,随着年龄的增长,近端区域的神经活动变得过度活跃,两个区域之间的相互作用变得不正常并造成模式完成方面的优势。

在正常的大脑中,模式分离和模式完成携手工作,它们从最基本的到高度复杂的对感知和经验进行分类和理解。如果你和你的家人去了一家餐馆,一个月后你和朋友去了同一家餐馆,你应该能认出那是同一家餐馆,即使一些细节已经改变--这就是模式完成。但你也需要记住哪次谈话是在什么时候发生的,这样你就不会混淆这两次经历--这就是模式分离。

当模式分离消失的时候,模式完成就会压倒整个过程。由于大脑专注于餐厅的共同经历而排除了单独访问的细节,你可能会记得在一次访问中关于意大利之行的谈话,但却搞错了谁在说话。Knierim说道:“我们都会犯这些错误,但它们往往随着年龄的增长而变得更糟。”

在实验中,科学家们将记忆未受影响的年轻实验鼠跟记忆未受影响的老年实验鼠及记忆受影响的老年实验鼠进行了比较。虽然记忆未受损害的老年实验鼠和年轻实验鼠一样完成了水迷宫任务,但它们海马的CA3区域的神经元已经开始倾向于模式的完成,而牺牲了模式的分离。由于这一生理发现并没有在它们的行为中显示出来,研究人员得出结论,有什么东西在让实验鼠补偿这一缺陷。

研究人员指出,这一发现在人类身上得到了回应,他们在年老时仍出奇地敏锐。因此,确定记忆丧失的机制可以为了解什么能防止一些人类的记忆损伤奠定基础,进而了解如何防止或推迟老年人的认知衰退。

“如果我们能更好地了解这些补偿机制是什么,那么也许我们可以帮助防止认知能力随年龄增长而下降,”Knierim说道,“或者,如果我们不能阻止它,也许我们可以加强大脑的其他部分以补偿正在发生的损失。”

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