阿尔茨海默病患者大脑中的神经时钟正在耗尽

导读 研究人员发现,阿尔茨海默病在很多方面就像是一块走时不准的钟。大脑某个部位的内部神经时间尺度正在缩短,并打乱了关键区域其余部分的计时

研究人员发现,阿尔茨海默病在很多方面就像是一块走时不准的钟。大脑某个部位的“内部神经时间尺度”正在“缩短”,并打乱了关键区域其余部分的计时。

描述这些发现的论文于 7 月 11 日发表在《脑通讯》杂志上。

最近的人类神经影像学研究报告称,阿尔茨海默病患者的默认模式网络 (DMN) 中的某些区域出现了非典型的解剖和功能变化。DMN 是大脑中的一些区域,当个体处于休息状态或不关注外部世界时,这些区域会处于活跃状态。它通常被称为大脑的“静息状态网络”之一,因为当思维游离、做白日梦或从事自我反思、展望未来或回忆记忆等专注于内部的任务时,它会变得更加活跃。

DMN 由相互连接的大脑区域组成,包括内侧前额叶皮层、后扣带皮层、楔前叶和角回。这些区域共同作用,促进内省、社会认知和记忆检索。

这项研究的主要作者、东京大学国际神经智能研究中心的副教授渡边隆光 (Takamitsu Watanabe) 表示:“长期以来,人们一直认为默认模式网络 (DMN) 的紊乱与阿尔茨海默病有关,但关键的 DMN 大脑区域的萎缩会干扰 DMN 的其余部分,从而导致阿尔茨海默病的症状,而这一点至今仍未被发现。”

研究小组研究了两种磁共振成像 (MRI) 技术,用于比较阿尔茨海默病患者和非阿尔茨海默病患者大脑静息状态的差异。他们利用功能性磁共振成像 (fMRI) 来捕捉大脑血流和氧气水平的变化,以便研究人员观察大脑活动并检测大脑在执行特定任务时哪些区域处于活跃状态。他们还研究了结构性MRI 数据,这些数据提供了大脑解剖结构的详细图像,包括其大小、形状,并可识别任何异常,如病变或萎缩。后一种成像对于诊断神经系统疾病和监测疾病进展至关重要。

通过这种方式,研究人员发现了角回左侧结构变化、其神经活动改变以及阿尔茨海默病中观察到的认知能力下降之间的联系。

左角回是位于大脑顶叶的一个区域,与阅读、写作、语言处理、理解复杂刺激、解决问题和记忆检索等任务有关。

大脑的不同区域处理时间的方式不同,尽管某些大脑区域(如前额叶和顶叶皮质)会整合这些不同的内在神经时间尺度(INT),或“神经时钟”,从而将不同的信息整合到一个有用的时间尺度上。这些不同的神经时钟会调节我们的行为和认知,并在我们的自我意识中发挥决定性作用。

通过对比阿尔茨海默病患者和非阿尔茨海默病患者的MRI数据,他们发现,与认知正常的受试者相比,患者体内的DMN神经时钟异常“短”。

研究小组另一名成员 Shota Murai 表示:“当神经科学家说神经时钟运行‘更短’或‘更长’时,我们指的是某个区域中的神经元保存信息的速度或稳定性。”

这种异常短的 DMN 神经时钟也与左侧角回中异常短的神经时钟有关。

这反过来又与该区域灰质含量异常低有关。灰质是大脑中负责整合记忆、情感和运动等各种信息的组织。

研究人员认为,角回灰质体积低是导致其神经时钟缩短的原因,进而破坏整个 DMN 的神经时钟,这导致了阿尔茨海默病患者的认知能力下降。

他们希望追踪这种神经时钟紊乱可以作为生物标记,用于检测阿尔茨海默病的早期发病情况。更好的是,他们的目标是研究稳定这种神经时钟是否能减缓疾病的进展。

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