研究人员发现，阿尔茨海默病会破坏大脑在休息期间重放近期经历的过程——这一过程对记忆至关重要。重放事件仍然发生，但已变得混乱无序，导致记忆脆弱且极易丢失。一项针对小鼠的新研究表明，阿尔茨海默病中的记忆问题可能源于休息期间大脑重放近期经历的功能障碍。该研究由伦敦大学学院（UCL）科学家开展，聚焦于一种被认为对形成和维持记忆至关重要的脑部机制。
研究结果于今日（1月29日）发表在《当代生物学》杂志上，可能有助于指导针对这种紊乱脑活动的新药研发。这些发现还可能支持创建更早的阿尔茨海默病诊断测试，在重大脑损伤发生前进行干预。
阿尔茨海默病发展过程中脑细胞的变化
共同首席作者莎拉·希普利博士（伦敦大学学院细胞与发育生物学系）解释道，阿尔茨海默病由大脑中有害蛋白质和斑块的积累驱动，导致记忆丧失和难以导航熟悉空间等症状。然而，她指出，科学家仍未能完全理解这些斑块如何干扰正常脑功能。
“我们希望了解脑细胞功能如何随疾病发展而改变，以确定症状的驱动因素，”她说。
她还描述了大脑休息时正常发生的过程的重要性。“当我们休息时，大脑通常会重放近期经历——这被认为是记忆形成和维持的关键。我们发现，在被设计为产生阿尔茨海默病特征性淀粉样斑块的小鼠中，这种重放过程受到干扰，且这种干扰与动物在记忆任务中的表现恶化直接相关。”
海马体与位置细胞的作用
这种记忆重放发生在海马体中，海马体是学习和导航的关键脑区。它涉及一种称为位置细胞的特化神经元，这些细胞以特定模式激活，以表征环境中的位置。
位置细胞由诺贝尔奖得主、伦敦大学学院神经科学家约翰·奥基夫教授发现。当个体在空间中移动时，这些神经元（脑细胞）会被激活，其放电序列反映了所走路径。随后在休息期间，相同细胞通常以相同顺序重新激活，帮助大脑将这些经历存储为持久记忆。
迷宫任务中记忆重放的追踪
在研究中，研究人员在记录脑活动的同时，评估小鼠导航简单迷宫的能力。通过电极，他们同时监测了约100个位置细胞，观察动物探索和休息时的活动。
这使团队能够密切检查健康小鼠与阿尔茨海默病相关淀粉样病理小鼠之间的记忆相关脑活动差异。
混乱的重放与不稳定记忆信号
结果显示，淀粉样斑块小鼠的记忆重放显著改变。重放事件发生的频率与健康小鼠相同，但活动模式不再组织良好。信号变得混乱且协调性差，无法强化记忆。
研究人员还发现，患病小鼠的位置细胞随时间变得不可靠。单个神经元停止一致地表征相同位置，尤其在休息期后——这通常是记忆重放强化信号的时段。
脑重放故障导致记忆问题
这些变化对行为产生明显影响。重放紊乱的小鼠在迷宫任务中表现更差，似乎忘记了已探索过的位置，并反复尝试无路可通的路径。
共同首席作者卡斯韦尔·巴里教授（伦敦大学学院细胞与发育生物学系）表示，这些发现揭示了可在单个脑细胞层面观察到的记忆巩固障碍。
“我们发现了大脑巩固记忆的机制故障，这种故障在单个神经元层面可见。引人注目的是，重放事件仍在发生——但失去了正常结构。问题不在于大脑停止尝试巩固记忆；而是过程本身出了错。”
迈向更早检测与更好治疗
巴里教授补充道，理解这种错误的重放过程可能有助于阿尔茨海默病的早期检测，或开发旨在恢复正常记忆巩固的新疗法。
“我们希望这些发现能帮助开发在广泛损伤发生前早期检测阿尔茨海默病的测试，或引领针对重放过程的新疗法。我们正在研究是否能通过神经递质乙酰胆碱调控重放过程——现有阿尔茨海默病症状治疗药物已靶向该递质。通过更好理解机制，我们有望使此类治疗更有效。”
该研究由伦敦大学学院生命科学与脑科学学部的研究人员开展，获得剑桥信托基金、惠康基金会和共济会慈善基金会的支持。
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