在⼈类的⼤脑中,内嗅⽪层(entorhinal cortex)掌管着⼤脑的记忆。最近,西北⼤学医学院的⼀项新研究表明,不论是与拥有平均认知⽔平的同龄⼈相⽐,还是与早期阿尔茨海默病患者相⽐,那些80岁以上的“超级⽼⼈”(SuperAgers)的内嗅⽪层的神经元都要⼤得多。甚⾄与那些五六⼗岁的中⽼年⼈相⽐,“超级⽼⼈”的神经元在形态⼤⼩上都是佼佼者。
更重要的是,在“超级⽼⼈”的这些神经元中,未发现阿尔茨海默病的标志物——tau蛋⽩缠结(tau tangles)。
美国西北⼤学范伯格医学院精神病学与⾏为科学的助理教授、本⽂的主要作者塔马·杰芬(Tamar Gefen)说道:“观察结果显⽰,‘超级⽼⼈’的神经元⽐普通年轻⼈的长得更⼤。这⼀结果备受瞩⽬,它意味着神经元的尺⼨⼤⼩是与⽣俱来的,并且这种细胞结构会和⼈们相伴⼀⽣。由此我们推断,形态上更⼤的神经元或许是‘超级⽼⼈’衰⽼进程中的⼀个⽣物学特征。”
“超级⽼⼈”拥有出众的记忆⼒:他们年龄已经超过了80岁,记忆⼒却能和五六⼗岁的健康中⽼年⼈相媲美,甚⾄会更好。这项研究⾸次揭⽰了“超级⽼⼈”异于常⼈的⽣物学特征:他们的内嗅⽪层神经元体积更⼤、也更加健康。从病理学的⾓度看,这些神经元更不易形成tau蛋⽩缠结。相关论⽂已于9⽉30⽇发表在《神经科学杂志》(The Journal of Neuroscience)。
杰芬介绍道:“仔细调查‘超级⽼⼈’的⼤脑⼫检结果⾄关重要,它或许能揭⽰为何有的群体能幸免于罹患阿尔茨海默病。是什么塑造了‘超级⽼⼈’的‘超级⼤脑’?我们如何能利⽤他们的⽣物学特征,帮助其他⽼年群体脱离阿尔茨海默病的苦海?”
科学家研究了⼤脑中掌管记忆的内嗅⽪层,它同时也是阿尔茨海默病侵袭的⾸个部位。
内嗅⽪层由六层神经元层层堆积组成,其中第⼆层神经元负责接收来⾃其它记忆中⼼的信息,是⼤脑记忆回路中的⼀个关键枢纽。在此次研究中,杰芬等⼈发现,不论是与健康的同龄⼈、早期阿尔茨海默病患者,还是与五六⼗岁的更年轻个体相⽐,“超级⽼⼈”内嗅⽪层的第⼆层神经元都会更⼤,⽽且更加健康。此外,研究还表明,这些形态更⼤的第⼆层神经元中也没有tau蛋⽩缠结。
综上所述,该研究发现,未形成缠结的神经元能保持其结构的完整性,它们体型更⼤、更加健康。⽽反之,tau蛋⽩缠结会导致神经元的萎缩。这项研究的课题名称就是“超级⽼⼈”,作为研究对象的“超级⽼⼈”们捐献了他们的⼤脑。在本研究中,科学家们检测了6位“超级⽼⼈”、7位拥有平均认知能⼒的⽼年⼈、6位年轻⼈和5位早期阿尔茨海默病患者的⼤脑,并以内嗅⽪层的第三层和第五层神经元为参照,测量了第⼆层神经元的⼤⼩。
此外,研究⼈员还评估了这些案例中tau蛋⽩缠结的情况。
出于某些未知的原因,⽆论是经历⾃然衰⽼还是在罹患阿尔茨海默病的早期,内嗅⽪层中的细胞群都特别容易形成tau蛋⽩缠结。杰芬说道:“在这项研究中,我们表明,内嗅⽪层中神经元的萎缩或是阿尔茨海默病的特征标志。”“我们推测,”杰芬接着补充道,“tau蛋⽩缠结的形成诱发了神经元的萎缩,并进⼀步导致⽼年群体记忆⼒的减退。
鉴别这些形形⾊⾊的疾病成因⼗分关键,它们对于阿尔茨海默病的早期诊断、疾病进程的监测和临床治疗的指导都⾄关重要”。
“超级⽼⼈”为何能永葆神经元的青春活⼒?在未来的研究中,这⼀问题亟待解决。对此,杰芬希望能将细胞周期的环境作为探究该问题的⽴脚点。杰芬想要关注这样⼀个问题:“在这些细胞中,有哪些化学、代谢或遗传特征使它们能‘青春永驻’?”此外,为了更好地了解阿尔茨海默病的发展进程和⼲预⼿段,她还计划探究⼤脑记忆回路中的其它枢纽。
美国西北⼤学范伯格医学院梅苏兰姆认知神经学和阿尔兹海默症中⼼(Mesulam Center for Cognitive Neurology and Alzheimer’s Disease)的副主任艾⽶丽·罗加尔斯基(Emily Rogalski)说道:“‘超级⽼⼈’研究计划又获得了两千万美元的资⾦⽀持,我们希望能够以此为契机,将这项研究做⼤做强。就⽬前来看,该计划已经在美国和加拿⼤设⽴了五个站点。
”