阿尔茨海默症研究:噪音诱发神经元关闭记忆
负责新体验的神经元干扰了包含记忆的神经元的信号，从而干扰了记忆的回忆——至少在老鼠身上是这样。德国神经退行性疾病中心(DZNE)的Martin Fuhrmann研究小组在科学杂志上报道了这一现象自然神经科学．这项研究的结果可能为阿尔茨海默病的记忆障碍提供了新的线索。
海马体是大脑中负责记忆的区域，在阿尔茨海默病中早期受到影响。海马体中的神经元会对我们的经历做出反应，并建立网络来存储这些记忆。因此，经验和学过的内容可以被回忆起来:例如，我们可以记住回家或上班的路。患有痴呆症的人在恢复这种记忆方面有困难——因为海马体中负责空间记忆的CA1区域受到阿尔茨海默病的强烈影响。到目前为止，人们认为神经元那些“包含”记忆的人在某种程度上受到了疾病的损害，他们无法被重新激活，最终失去了记忆。显然，阿尔茨海默症患者的遗忘过程——至少在老年痴呆症中是这样小鼠模型——以另一种方式起作用:DZNE的一个研究小组对大脑中有类似蛋白质沉积(所谓的淀粉样斑块)的小鼠进行了研究，这些小鼠与患有阿尔茨海默氏症的患者相似。沉积导致这些小鼠出现类似于阿尔茨海默氏症的症状。研究人员发现，患病小鼠中负责记忆的神经元仍然活跃。但是，内存召回失败。
其他神经元的信号会干扰记忆
“原因是，编码神经元的新体验扰乱了含有记忆的神经元的信号，并将它们与自己的信号叠加在一起，”DZNE的小组组长马丁·福尔曼博士说。“这就像一个嘈杂的电视信号:画面变得分散和扭曲;你甚至可能会看到像素或条纹。老鼠的大脑内部也发生了类似的事情:干扰信号抑制了它们的记忆。这种紊乱显然是大脑病理变化的结果。”
当健康的老鼠记住一种情况时，比如学习一条新路径或探索一个新环境，在编码初始体验时活跃的神经网络将被重新激活。为了弄清楚这个神经网络到底发生了什么，研究人员进行了一项实验:他们让健康的和患有阿尔茨海默样病变的老鼠探索一个新的环境。在一种特殊的显微镜方法——双光子活体显微镜的帮助下，研究人员能够跟踪海马体中单个神经元的活动。
几天后，当老鼠暴露在完全相同的环境中时，两组老鼠的表现不同:健康的老鼠记住了环境;有阿尔茨海默样病理的老鼠则没有。他们探索环境，就好像这是他们的第一次体验。这伴随着大脑活动的差异。Martin Fuhrmann实验室的博士后Stefanie Poll博士是这项研究的第一作者，她解释说:“在患病小鼠中，我们不仅发现了编码记忆的活跃神经元，还发现了一组包含新环境信息的活跃神经元。这些包含新奇的神经元的信号引起了编码记忆的神经元的叠加干扰信号。
为了证实这一点，研究人员采用了一种基于化学分子和遗传学结合的技术:“化学遗传学”。因此，编码新颖性的神经元会对一种特定的化学分子产生反应。“应用这种分子，我们能够调节这些神经元的活动。它就像一个开关，分子按下开关，”斯蒂芬妮·波尔说。
包含新奇的神经元的开关
马丁·福尔曼解释说:“就像我们能够专门针对编码新信息的神经元，并开关这些神经元，控制它们的活动。”“在患病小鼠中，我们关闭了这些神经元，而在健康组中，我们做了相反的事情。”因此，一方面可以减少另一方面可以人为地产生干扰噪音。”这在老鼠的行为中很明显:“有阿尔茨海默病样病变的老鼠现在再次识别环境，它们的记忆得到了恢复。健康的记忆老鼠然而，人造噪音却损害了我们的听力。”斯蒂芬妮·波尔说。
Martin Fuhrmann解释说:“这项研究的结果表明了一种以前未知的机制，可能导致阿尔茨海默病的记忆障碍。”“想象一下未来的疗法，我们或许能够挽救阿尔茨海默症患者的记忆疾病或者其他影响记忆的疾病。我们可以通过未来的方法降低这些噪声诱导神经元的活性来达到这一目的。此外，它可能对遭受创伤后应激障碍的人有帮助。在这里，噪音诱导神经元可以被人为激活来干扰创伤内存旨在覆盖它。剩下的问题是，我们的研究结果是否可以转化为人类，这需要未来的研究来回答。”
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