在人類(lèi)的大腦中,內(nèi)嗅皮層(entorhinal cortex)掌管著大腦的記憶。最近,西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)新研究表明,不論是與擁有平均認(rèn)知水平的同齡人相比,還是與早期阿爾茨海默病患者相比,那些80歲以上的“超級(jí)老人”(SuperAgers)的內(nèi)嗅皮層的神經(jīng)元都要大得多。甚至與那些五六十歲的中老年人相比,“超級(jí)老人”的神經(jīng)元在形態(tài)大小上都是佼佼者。
更重要的是,在“超級(jí)老人”的這些神經(jīng)元中,未發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病的標(biāo)志物——tau蛋白纏結(jié)(tau tangles)。
美國(guó)西北大學(xué)范伯格醫(yī)學(xué)院(Feinberg School of Medicine)精神病學(xué)與行為科學(xué)的助理教授、本文的主要作者塔馬·杰芬(Tamar Gefen)說(shuō)道:“觀察結(jié)果顯示,‘超級(jí)老人’的神經(jīng)元比普通年輕人的長(zhǎng)得更大。這一結(jié)果備受矚目,它意味著神經(jīng)元的尺寸大小是與生俱來(lái)的,并且這種細(xì)胞結(jié)構(gòu)會(huì)和人們相伴一生。由此我們推斷,形態(tài)上更大的神經(jīng)元或許是‘超級(jí)老人’衰老進(jìn)程中的一個(gè)生物學(xué)特征。”
“超級(jí)老人”
“超級(jí)老人”擁有出眾的記憶力:他們年齡已經(jīng)超過(guò)了80歲,記憶力卻能和五六十歲的健康中老年人相媲美,甚至?xí)?。這項(xiàng)研究首次揭示了“超級(jí)老人”異于常人的生物學(xué)特征:他們的內(nèi)嗅皮層神經(jīng)元體積更大、也更加健康。從病理學(xué)的角度看,這些神經(jīng)元更不易形成tau蛋白纏結(jié)。
相關(guān)論文已于9月30日發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)雜志》( The Journal of Neuroscience)。
杰芬介紹道:“仔細(xì)調(diào)查‘超級(jí)老人’的大腦尸檢結(jié)果至關(guān)重要,它或許能揭示為何有的群體能幸免于罹患阿爾茨海默病。是什么塑造了‘超級(jí)老人’的‘超級(jí)大腦’?我們?nèi)绾文芾盟麄兊纳飳W(xué)特征,幫助其他老年群體脫離阿爾茨海默病的苦海?”
蛋白纏結(jié)
科學(xué)家研究了大腦中掌管記憶的內(nèi)嗅皮層,它同時(shí)也是阿爾茨海默病侵襲的首個(gè)部位。內(nèi)嗅皮層由六層神經(jīng)元層層堆積組成,其中第二層神經(jīng)元負(fù)責(zé)接收來(lái)自其它記憶中心的信息,是大腦記憶回路中的一個(gè)關(guān)鍵樞紐。
在此次研究中,杰芬等人發(fā)現(xiàn),不論是與健康的同齡人、早期阿爾茨海默病患者,還是與五六十歲的更年輕個(gè)體相比,“超級(jí)老人”內(nèi)嗅皮層的第二層神經(jīng)元都會(huì)更大,而且更加健康。此外,研究還表明,這些形態(tài)更大的第二層神經(jīng)元中也沒(méi)有tau蛋白纏結(jié)。
綜上所述,該研究發(fā)現(xiàn),未形成纏結(jié)的神經(jīng)元能保持其結(jié)構(gòu)的完整性,它們體型更大、更加健康。而反之, tau蛋白纏結(jié)會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元的萎縮。
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這項(xiàng)研究的課題名稱(chēng)就是“超級(jí)老人”,作為研究對(duì)象的“超級(jí)老人”們捐獻(xiàn)了他們的大腦。
在本研究中,科學(xué)家們檢測(cè)了6位“超級(jí)老人”、7位擁有平均認(rèn)知能力的老年人、6位年輕人和5位早期阿爾茨海默病患者的大腦,并以內(nèi)嗅皮層的第三層和第五層神經(jīng)元為參照,測(cè)量了第二層神經(jīng)元的大小。此外,研究人員還評(píng)估了這些案例中tau蛋白纏結(jié)的情況。
出于某些未知的原因,無(wú)論是經(jīng)歷自然衰老還是在罹患阿爾茨海默病的早期,內(nèi)嗅皮層中的細(xì)胞群都特別容易形成tau蛋白纏結(jié)。
杰芬說(shuō)道:“在這項(xiàng)研究中,我們表明,內(nèi)嗅皮層中神經(jīng)元的萎縮或是阿爾茨海默病的特征標(biāo)志。”
“我們推測(cè),”杰芬接著補(bǔ)充道,“tau蛋白纏結(jié)的形成誘發(fā)了神經(jīng)元的萎縮,并進(jìn)一步導(dǎo)致老年群體記憶力的減退。鑒別這些形形色色的疾病成因十分關(guān)鍵,它們對(duì)于阿爾茨海默病的早期診斷、疾病進(jìn)程的監(jiān)測(cè)和臨床治療的指導(dǎo)都至關(guān)重要”。
“超級(jí)老人”為何能永葆神經(jīng)元的青春活力?在未來(lái)的研究中,這一問(wèn)題亟待解決。對(duì)此,杰芬希望能將細(xì)胞周期的環(huán)境作為探究該問(wèn)題的立腳點(diǎn)。
杰芬想要關(guān)注這樣一個(gè)問(wèn)題:“在這些細(xì)胞中,有哪些化學(xué)、代謝或遺傳特征使它們能‘青春永駐’?”此外,為了更好地了解阿爾茨海默病的發(fā)展進(jìn)程和干預(yù)手段,她還計(jì)劃探究大腦記憶回路中的其它樞紐。
美國(guó)西北大學(xué)范伯格醫(yī)學(xué)院梅蘇蘭姆認(rèn)知神經(jīng)學(xué)和阿爾茲海默癥中心(Mesulam Center for Cognitive Neurology and Alzheimer’s Disease)的副主任艾米麗·羅加爾斯基(Emily Rogalski)說(shuō)道:“‘超級(jí)老人’研究計(jì)劃又獲得了兩千萬(wàn)美元的資金支持,我們希望能夠以此為契機(jī),將這項(xiàng)研究做大做強(qiáng)。就目前來(lái)看,該計(jì)劃已經(jīng)在美國(guó)和加拿大設(shè)立了五個(gè)站點(diǎn)。”