大多数人认为阿尔茨海默病是一种老年疾病。但事实上,其特征性的脑部变化早在第三十岁左右就开始了。
在这些最早的变化中,一种称为tau的蛋白质的缠结版本开始在大脑深处一个涉及睡眠、注意力和警觉性的小区域(称为蓝斑核)中积聚。随后tau会扩散到大脑其他区域。
tau蛋白缠结的形成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发生这种情况。但由于这些变化始于蓝斑核,一些脑部研究人员——包括我在内——将这个区域视为阿尔茨海默病发展的"预警指标"。
我们正在探索是否可以通过阻止或减缓该脑区的tau蛋白缠结,或以其他方式维持其健康,来中断疾病的发展进程,并预防认知老化的其他方面。
我和我的实验室以及其他人的新兴研究表明,一种称为迷走神经刺激的疗法——目前已广泛用于其他健康状况——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"来源于其细胞产生的神经黑色素。
蓝斑核在人类基本功能的多个方面发挥着关键作用。它几乎生产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、学习甚至免疫功能至关重要。它接收来自大脑和身体各处神经的输入——包括来自迷走神经的输入,迷走神经负责在大脑与心脏、肺部和其他器官之间传递信息。
我的研究探索了这个脑区的结构、神经细胞在其内部传递信息的方式以及它如何与其他脑区连接。我还研究了这些特征如何随着生命历程而变化,以及它们如何影响思维和记忆。
研究表明,从中年开始,蓝斑核中的神经细胞可能因tau蛋白的积聚而受损,这种损伤可能与记忆衰退相关。tau蛋白积聚、细胞死亡和蓝斑核功能丧失先于并预测阿尔茨海默病的诊断和症状。
这导致研究人员假设,保持蓝斑核健康可能是保护大脑其他部分的一种方式。
迷走神经刺激与大脑健康
迷走神经在大脑与胸部和腹部器官(如心脏和肠道)之间传递信息,帮助大脑监测和调节身体许多重要器官。它负责向大脑和身体各处发送"休息和消化"信息,促进消化和细胞修复。
在20世纪80年代和90年代,研究人员发现刺激迷走神经可以帮助缓解癫痫。他们还发现这样做通常还有其他益处,如改善情绪和思维。
如今,迷走神经刺激已获得美国食品药品监督管理局批准,不仅用于治疗癫痫,还用于治疗偏头痛和抑郁症,以及辅助中风康复。
用于癫痫和抑郁症的迷走神经刺激通常涉及在患者左胸部植入一个电刺激器,因为迷走神经经过该区域。用于治疗头痛的非侵入性设备则在颈部或耳朵上某些迷走神经非常接近皮肤表面的地方传递轻微的电脉冲。
甚至在发现蓝斑核与阿尔茨海默病的联系之前,研究人员就假设迷走神经刺激可能有助于该疾病患者的改善情绪和思维。这是因为迷走神经刺激可能部分通过提高大脑中的去甲肾上腺素水平发挥作用——而阿尔茨海默病患者大脑中的去甲肾上腺素过少。
保持节奏
神经科学家仍然不完全了解迷走神经刺激如何或为什么可能对大脑有益,但一个主要理论是它有助于调节蓝斑核中神经细胞的活动,使其能够正常运作。
蓝斑核活动过多可能使人过于警觉,导致他们感到压力甚至恐慌。事实上,过度活跃的蓝斑核会引发一些创伤后应激障碍的症状。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提高也不降低蓝斑核活动。相反,它们似乎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,研究人员假设这可能也是迷走神经刺激治疗癫痫的方式。
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,使其建立适当水平的活动以实现最佳功能。
迷走神经刺激能否对抗记忆丧失?
有迹象表明迷走神经刺激可能有助于老年大脑。
一些研究发现,迷走神经刺激可以防止记忆恶化,甚至改善轻度认知障碍或阿尔茨海默病早期患者的记忆。一项针对52名55至75岁被诊断为轻度认知障碍的人的试验报告称,在接受迷走神经刺激(每天一小时,每周五天,持续约六个月)后,他们的记忆和整体认知能力有了显著改善。
在约60岁健康成年人以及18至25岁健康成年人的研究中,甚至报告称仅经过一次迷走神经刺激,就能改善记忆的不同方面。
这项工作仍处于非常初步的阶段,但它为阻止阿尔茨海默病和衰老的一些令人痛苦的症状提供了一种新希望。
伊丽莎白·莱利获得美国国家老龄化研究所的资助。
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