阿尔茨海默病与大脑的导航网络有关

您导航虚拟迷宫的方式可以预测您获得阿尔茨海默氏症的机会。 这是一项新研究的结论,该研究发现,患有阿尔茨海默氏症风险的人在新发现的导航脑细胞网络(称为“网格细胞”)中的活动较低。这一发现可能会导致新的方法来诊断这种使人衰弱的疾病。

网格细胞网络的发现去年获得了医学或生理学 。 构成“网格”的神经元排列在内嗅皮质中的三角形网格中 - 用于记忆和导航的大脑区域。 “网格”根据个体的移动方式以不同的模式激活,跟踪我们在坐标平面中的位置。

研究人员认为,细胞有助于创建心理地图,即使在没有视觉线索的情况下,也可以让我们在太空中进行导航。 哥伦比亚大学的神经科学家约书亚雅各布斯说:“如果你闭上眼睛,向前走10英尺,向右转,向前走3英尺,网格细胞就会被认为是[跟踪你的位置]。”

有趣的是,具有所谓的APOE基因的e4变体的人 - 在生命后期发展阿尔茨海默氏症的最大遗传风险因素 - 在其内嗅皮质中发生异常的风险更高。 由于网格细胞位于同一区域,因此科学家们想知道阿尔茨海默病患者更容易迷路并且导航困难的原因可以解释为网络损坏。

研究人员招募了两组没有阿尔茨海默氏症症状的年轻人。 一个载有APOE- e4变体的副本,而另一个则没有。 然后要求参与者在圆形虚拟竞技场中导航。 这个空间有蓝天,远处有几座山,还有草地,里面堆满了篮球和茄子等日常用品。 参与者完成了涉及收集虚拟对象并在以后将它们返回到同一位置的任务。 该团队通过功能磁共振成像(fMRI)监测每位参与者的大脑活动,这是一种根据血流量测量大脑活动的程序。

网格单元本身不能直接用fMRI成像,但是该技术的最新进展使得科学家们能够捕获可以用作代理的“网格单元表示”。 正如假设的那样,携带e4版APOE基因的参与者在参与试验时显示出比同龄人更少的网格细胞样表示,该团队今天在线报道了科学

然而, 。 “最初它似乎是某种悖论,”来自德国波鸿鲁尔大学的研究作者神经科学家Nikolai Axmacher说。 一个想法是大脑可能正在补偿其他区域,这意味着导航任务正在网格单元网络之外执行。 Axmacher和他的团队还观察到试验期间海马体(一个通常与情绪和记忆有牵连的大脑区域)的活动增加,但仅限于不依赖于网格细胞网络的高危人群。 “这表明你既可以使用网格细胞系统,也可以使用海马体,”他说。

有趣的是,行为差异取决于大脑参与者用于导航的部分,暗示不同的系统使用不同的空间定向策略:具有较少网格单元表示的参与者更有可能保持虚拟的边缘审判期间的环境。 另一组使用了整个区域。 需要更多的实验来确认任何假设,但是如果没有网格单元活动,可能在竞技场中间导航 - 具有较少的视觉标记 - 更加困难。

“这项工作的潜在影响很有意思,因为它们表明正常运作的网格细胞与人类空间行为有关,”Jacobs说,他没有参与这项研究。

结果表明,敲除网格细胞网络可能需要的不仅仅是导致阿尔茨海默病患者存在的导航问题。 但它也提供了一种潜在的新研究途径。 阿尔茨海默氏症是世界上研究最多的疾病之一,但研究人员在预防或逆转这种疾病方面取得的成功有限。 一些科学家推测,如果在疾病对大脑造成过多损害之前,现有疗法在生命早期就可以获得更为成功。 虽然导航测试可能不太可能在不久的将来用作阿尔茨海默氏症的早期诊断,但对疾病进展和机制的深入了解可能是预防性治疗的一个步骤。