与阿尔茨海默病定向障碍相关的相同脑细胞在数百万年的进化过程中一直被保留下来——甚至略有增加。
密歇根大学的一项新研究表明，这些神经元对进化生存至关重要。大自然通过无数代保护并增强了这些神经元，帮助哺乳动物本能地了解自己在环境中的位置。这项研究发表在《神经科学杂志》上。
大脑如何导航环境
查尔斯·达尔文首次描述了大多数物种即使在没有外部线索的情况下也能知道自己的位置并找到直达目的地的路径的惊人能力。他将这种能力称为"航位推算"。但对于那些大脑后扣带皮层区域受损的人来说，这种在熟悉地点之间无缝导航的能力会受到损害。
"后扣带皮层功能就像我们大脑的潜意识GPS系统。它拥有专门的神经元，可以计算我们需要朝哪个方向前进才能到达目的地，"密歇根大学心理学副教授、该研究高级作者奥马尔·艾哈迈德说道。
"当我们想象自己在未来的时间或地点时，后扣带皮层也会被激活。因此，这是一个了不起的大脑区域，它帮助我们潜意识地理解自己在现实或想象世界中的位置。不幸的是，后扣带皮层也是阿尔茨海默病中最早出现功能障碍的区域之一。"
专门神经元类型的研究
艾哈迈德的团队此前已在小鼠后扣带皮层中发现了一种独特的神经元类型。在这项新研究中，艾哈迈德实验室的成员、该研究的第一作者伊莎·布鲁克斯与艾哈迈德创建了基于先进AI的工具，用于比较小鼠后扣带皮层神经元与大鼠后扣带皮层神经元的基因特征。这两个物种在进化树上相隔数百万年。尽管如此，这种独特的神经元类型在大鼠中得到了显著的保留。
研究人员还确定了另一种专门的神经元类型，同样古老且对空间意识至关重要，而且同样仅在后扣带皮层中发现。这种第二类独特神经元也在进化过程中得到保留并略有增强。
"通过比较来自不同物种的数千个神经元中的数千个基因，我们可以探究特定类型的神经元在进化过程中如何变化，"艾哈迈德说道。
对阿尔茨海默病的意义
后扣带皮层包含至少两种在大脑其他任何部位都找不到的专门神经元类型。
"很容易理解为什么这些神经元对物种的生存至关重要并在数百万年的进化过程中得到保留：它们帮助生物成功找到回家的路，"艾哈迈德说道。
大多数阿尔茨海默病患者都遭受空间定向障碍，无法找到回家的路。艾哈迈德的实验室目前正在研究这些独特神经元是否也存在于人类后扣带皮层中，以及它们在阿尔茨海默病中会发生什么变化。
"我们在人类大脑中看到了与在其他物种中观察到的专门后扣带神经元物理形态相似的神经元。通过了解这些神经元在阿尔茨海默病患者身上的变化，我们可以致力于开发针对这些神经元的修复疗法，"艾哈迈德说道。
更多信息： 伊莎·A·W·布鲁克斯等人，《颗粒状后扣带皮层的独特转录组细胞类型在关键标记基因发生显著变化的情况下仍能在小鼠和大鼠中保留》，《神经科学杂志》(2025)。DOI: 10.1523/jneurosci.2246-24.2025
期刊信息： 《神经科学杂志》
由密歇根大学提供
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