光遗传学技术恢复老年性痴呆患者的记忆力

  最新一项动物实验结果提示，老年性痴呆患者所以会忘记人脸和容易迷路，是因为痴呆患者大脑无法将记忆储存到合适的部位。最新研究今天发表在《自然》杂志。最新研究颠覆了老年性痴呆患者大脑不能产生新记忆的观点，提示采用刺激大脑的方法能提供提高老年性痴呆早期患者的记忆力。
  最新研究是MIT神经科学家Susumu Tonegawa小组完成的，去年该小组研究发现某些某些类型的遗忘，这种遗忘能记忆，但记忆无法被提取出来。但区分人类的记忆和提取记忆非常困难，因为检验记忆的唯一方法是询问患者回忆某种信息。不过科学家可以操作小鼠的记忆，如Tonegawa等用两种老年性痴呆相关基因突变小鼠进行这种研究。
  这些小鼠大脑内会出现淀粉样蛋白沉积形成斑块，最终表现出记忆丢失，这种病理生理过程和人类老年性痴呆类似。然后将这些动物放在一个盒子内进行电击来分析记忆丢失的程度。正常动物对这些盒子非常恐惧，但是这些基因缺陷动物不怕，因为它们忘记曾经在这里被电击。
  海马是编码短期记忆的脑区，利用光遗传学技术，研究人员可以用光刺激这些小鼠的海马神经元。将这些动物放在电极盒内，电击的同时用光刺激动物海马神经元，强迫这些神经元放电。这种光刺激让这些动物回忆其被电极的记忆，这些动物表现出僵硬，提示它们回忆到被点击的经历，这些动物恢复了记忆，说明负责记忆形成的海马能编码记忆。但是次日这些动物仍然会忘记这种经历。
  如果用光反复刺激海马神经元，模拟记忆形成的自然过程，这种刺激能强化海马和嗅皮层的联系，这种联系是形成长期记忆的基础。即使停止光照刺激神经元，动物仍然惧怕盒子。这说明可以利用这种方法，让这些痴呆动物重新形成长期记忆。
  取出动物大脑后，研究人员发现在海马和嗅皮层之间形成了新的神经联系，而这种联系在老年性痴呆进展过程无法形成。但是科学家认为，这种技术只能在痴呆发展早期有价值，人类大约只能有2-3年的有效期。一旦在后期脑结构被破坏，这种刺激也就失去意义。这一发现也符合人类的一些表现，海马是最容易受到损伤的大脑部位，老年性痴呆也最容易损伤海马。这也是为什么痴呆患者最早表现为无法形成新记忆的原因。当疾病恶化后，更多大脑区域受到损伤，导致患者逐渐失去长期记忆。
  加州大学洛杉矶分校神经外科医生Itzhak Fried认为，这个研究非常漂亮。但是他担心这个发现不可能转化到人类大脑，因为小鼠形成淀粉样斑块的方式与人类不同。这种记忆形成和提取的假说也不可能用人体进行验证，因为现在科学家不掌握如何用光线刺激人类大脑的技术。哥伦比亚大学神经生物学家Christine Denny说，可以用电刺激代替光刺激进行人体实验，早期临床试验提示，电刺激人类海马确实能促进神经元再生，改善部分老年性痴呆患者的记忆力。但是不知道这种方法发挥作用的具体原理。
  Tonegawa的发现会让将来的电刺激更有针对性，例如对记忆形成的路径更明确，可以对更多部位进行刺激。许多小组如Fried给癫痫患者大脑嗅皮层植入可以精细调整的微刺激装置，希望借助这种方法恢复脑损伤后记忆能力的丧失。Fried说不久将用微电极刺激老年性痴呆患者，不过他知道这之前应该进行更多动物实验。不过他们对利用这种大脑刺激方法改善痴呆患者记忆力有很大期望。
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