阿尔茨海默病：人在睡觉时，记忆却被“打乱”

研究人员表示，他们发表在《当代生物学》上的发现，可能为开发针对这一功能异常过程的未来药物治疗提供支持。这项研究还有助于指导开发比目前更早检测阿尔茨海默病的新工具。

理解阿尔茨海默病如何扰乱脑细胞：共同第一作者、伦敦大学学院细胞与发育生物学系的萨拉·希普利博士解释说，阿尔茨海默病是由大脑中有害蛋白质和斑块的积累驱动的。这些变化会导致记忆丧失和在熟悉环境中导航困难等症状，但这些斑块干扰正常大脑活动的确切方式仍不清楚。

“阿尔茨海默病是由大脑中有害蛋白质和斑块的积累引起的，会导致记忆丧失和导航能力受损等症状——但人们尚不清楚这些斑块究竟如何扰乱正常的大脑过程。”“我们想了解随着疾病发展，脑细胞的功能会如何变化，以找出导致这些症状的原因。”“当我们休息时，大脑通常会重放近期经历——这被认为是记忆形成和维持的关键。我们发现，在经过基因改造、会形成阿尔茨海默病特征性淀粉样斑块的小鼠中，这种重放过程受到了干扰，而且这种干扰与动物在记忆任务中的表现不佳有关。”

大脑如何重放记忆：这种重放活动发生在海马体中，海马体是学习和记忆必不可少的大脑区域。休息时，被称为位置细胞的特定神经元会以快速序列激活，模拟近期经历。位置细胞由诺贝尔奖得主、伦敦大学学院神经科学家约翰·奥基夫教授发现，是与特定位置相对应的神经元（脑细胞）。当人或动物在空间中移动时，不同的位置细胞会按特定顺序放电。之后，在休息时，这些相同的细胞通常会以相同的顺序重新激活，帮助大脑将这段经历存储为记忆。

在记忆任务中追踪大脑活动：为了研究这一过程，研究人员测试了小鼠在简单迷宫中的表现，同时记录大脑活动。他们使用专门的电极，能够在动物探索然后休息时同时监测大约100个单独的位置细胞。这种方法使研究团队能够将正常的大脑重放模式与那些出现阿尔茨海默病相关淀粉样蛋白病变的小鼠的模式进行比较。

混乱的重放和减弱的记忆信号：在有淀粉样斑块的小鼠中，记忆重放看起来非常不同。重放事件的发生频率与健康小鼠相同，但潜在模式不再有序。位置细胞的协调活动变得混乱，而不是强化记忆。研究人员还观察到，受影响小鼠的位置细胞随着时间的推移变得越来越不稳定。单个神经元不再可靠地代表相同的位置，尤其是在休息期之后——休息期通常是重放本应加强记忆信号的时候。

受影响小鼠的记忆表现下降：这些变化具有明显的行为影响。重放受到干扰的小鼠在迷宫中表现更差，经常重复探索过的路径，似乎无法记住自己去过哪里。

共同第一作者、伦敦大学学院细胞与发育生物学系的卡斯韦尔·巴里教授说，这项研究揭示了在单个神经元水平上可见的记忆巩固失败。“我们发现了大脑巩固记忆的过程出现了故障，这在单个神经元水平上是可见的。令人惊讶的是，重放事件仍然发生——但它们失去了正常的结构。这不是大脑停止尝试巩固记忆，而是这个过程本身出了问题。”

对早期检测和治疗的意义：巴里教授补充说，这些发现可能帮助研究人员更早识别阿尔茨海默病，或开发专注于恢复正常重放活动的治疗方法。“我们希望我们的发现能帮助开发在广泛损伤发生之前早期检测阿尔茨海默病的测试，或带来针对这种重放过程的新疗法。我们现在正在研究是否可以通过神经递质乙酰胆碱来调控重放——乙酰胆碱已经是治疗阿尔茨海默病症状的药物的靶点。通过更好地理解这一机制，我们希望使这类治疗更加有效。”

这项研究由伦敦大学学院生命科学学院和脑科学学院的科学家进行，并得到了剑桥信托、威康信托和共济会慈善基金会的支持。