大多数人认为阿尔茨海默病是一种与衰老相关的疾病。但事实上,标志该疾病的脑部变化开始得更早——有时在三十岁左右。
在这些最早的变化中,一种名为tau的蛋白质会形成缠结,并开始在大脑深处一个负责睡眠、注意力和警觉性的微小区域——蓝斑核中积聚。随后,tau蛋白会扩散到大脑的其他部分。
出现tau蛋白缠结并不意味着一个人患上了阿尔茨海默病——事实上,几乎每个人都会在不同程度上出现这种情况。但由于这些变化始于蓝斑核,一些脑部研究人员——包括我自己——将这个区域视为阿尔茨海默病发展的“矿井中的金丝雀”。
我们正在探索,阻止或减缓tau蛋白在该脑区的缠结,或以其他方式维持其健康,是否可能成为中断疾病最终发展过程、并预防其他认知老化方面问题的方法。
我和我的实验室正在进行的新兴研究,正在探讨一种名为迷走神经刺激的疗法——该疗法已广泛应用于其他健康状况——是否可能是保持蓝斑核正常运作的一种方式。
蓝斑核与阿尔茨海默病
蓝斑核位于脑干,即大脑的最低部分。它的名字“蓝斑”源于其细胞产生的一种名为神经黑色素的色素。
蓝斑核在人类基本功能的多个方面发挥着至关重要的作用。它几乎制造了大脑中所有的去甲肾上腺素,这种化学物质对睡眠、警觉性、注意力、学习甚至免疫功能都至关重要。它接收来自整个大脑和身体神经的输入——包括来自迷走神经的输入,迷走神经负责在心脏、肺和其他器官之间传递信息。
我的研究探索这个脑区的结构、神经细胞在其中传递信息的方式,以及它如何与其他脑区连接。我还研究这些特征如何在人的一生中发生变化,并影响思维和记忆。
研究表明,从中年开始,蓝斑核中的神经细胞可能会因tau蛋白积聚而受损,而这种损伤可能与记忆力下降有关。蓝斑核中tau蛋白的积聚、细胞死亡和功能丧失,先于并预示着阿尔茨海默病的诊断和症状的出现。
这促使研究人员假设,保持蓝斑核的健康也可能是保护大脑其他部分的一种方法。
迷走神经刺激与大脑健康
迷走神经在大脑与胸腹部器官(如心脏和肠道)之间传递信息,帮助大脑监测和调节身体的许多重要器官。它负责在整个大脑和身体中发送“休息和消化”信号,刺激消化并促进细胞修复。
在20世纪80年代和90年代,研究人员发现刺激迷走神经有助于缓解癫痫。他们还发现,这样做通常还会带来其他益处,例如改善情绪和思维。
如今,迷走神经刺激不仅被美国食品药品监督管理局批准用于治疗癫痫,还用于治疗偏头痛和抑郁症,以及帮助中风康复。
用于癫痫和抑郁症的迷走神经刺激,通常是在患者左侧胸部植入一个电刺激器,迷走神经从这里经过。用于治疗头痛的非侵入性设备,则是将温和的电脉冲传递到颈部或耳朵上迷走神经非常接近皮肤表面的特定位置。
甚至在发现蓝斑核与阿尔茨海默病有关联之前,研究人员就假设迷走神经刺激可能有助于改善该病患者的情绪和思维。这是因为迷走神经刺激可能部分通过提高大脑中去甲肾上腺素的水平来起作用——而阿尔茨海默病患者的大脑中缺乏足够的去甲肾上腺素。
保持节奏
神经科学家们仍然不清楚迷走神经刺激如何或为何对大脑有益,但一个主要的理论是,它有助于调节蓝斑核中神经细胞的活动,使其正常运作。
蓝斑核活动过多可能会让人过度警觉,导致他们感到压力甚至恐慌。事实上,过度活跃的蓝斑核会加剧创伤后应激障碍的一些症状。相反,活动过少可能导致抑郁或记忆问题。
某些形式的迷走神经刺激既不会增强也不会减弱蓝斑核的活动。相反,它们似乎会影响其神经元放电的时机和节奏。其他形式的迷走神经刺激似乎能增加大鼠大脑中的去甲肾上腺素,研究人员推测,这可能是迷走神经刺激治疗癫痫的方式。
关于作者
伊丽莎白·莱利(Elizabeth Riley)是康奈尔大学心理学讲师。本文根据知识共享许可协议从《对话》重新发布。阅读原文。
这些不同的发现促使研究人员提出,迷走神经刺激可以作为蓝斑核的有效调节器,使其能够建立最佳功能所需的适当活动水平。
迷走神经刺激能对抗记忆力衰退吗?
令人感兴趣的迹象正在出现,表明迷走神经刺激可能有助于衰老的大脑。
少数研究发现,迷走神经刺激可以防止记忆力恶化,甚至在轻度认知障碍或阿尔茨海默病早期阶段的人中改善记忆力。一项针对52名年龄在55至75岁之间、被诊断为轻度认知障碍的患者的试验报告称,在大约六个月内,每周五天、每天接受一小时的迷走神经刺激后,他们的记忆力和整体认知能力有了显著改善。
对约60岁健康成年人以及18至25岁健康成年人的研究甚至报告称,仅一次迷走神经刺激后,他们在记忆的不同方面就有所改善。
这项工作仍然非常初步,但它为寻找一种阻止阿尔茨海默病和衰老的一些令人痛苦症状的新方法带来了希望。
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