來自慕尼黑理工大學的神經(jīng)科學家近日在阿爾茨海默氏癥模型小鼠中解析了阿爾茨海默氏癥相關蛋白β- 淀粉樣蛋白水平增高與神經(jīng)功能異常的聯(lián)系，包括對個別皮質(zhì)神經(jīng)元、神經(jīng)回路、感覺意識和行為的影響。相關研究結果發(fā)布在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上，表明上述神經(jīng)改變是平行發(fā)生的，并揭示了以特定的時間順序發(fā)展的阿爾茨海默氏癥的不同階段。

除了眾所周知的，阿爾茨海默氏癥可以破壞記憶和學習能力，它還可以損害患者的嗅覺或視覺。通常這些感官認知的變化只能在疾病進入較晚期時在行為上表現(xiàn)出來。新研究揭示了整個疾病進程中大腦中，尤其是負責整合視覺信息的大腦皮質(zhì)部分，正在發(fā)生的變化。在這篇文章中，由慕尼黑理工大學研究所高級研究員Arthur Konnerth教授領導的課題組在單細胞水平上對視覺皮質(zhì)區(qū)疾病相關的變化進行了觀察。

體內(nèi)的單個神經(jīng)元實驗被分為三個年齡組開展，對應這一漸進性的退行性疾病的不同階段。研究結果顯示疾病進程與大腦組織中β- 淀粉樣蛋白蛋白的水平以及β- 淀粉樣蛋白斑塊的密度相關。研究結果首次顯示了皮質(zhì)回路功能漸進性的衰退。

Konnerth說：“本研究一個重要的研究發(fā)現(xiàn)是證實了整體水平上阿爾茨海默氏癥相關的改變——包括行為、皮質(zhì)回路功能障礙和疾病大腦中淀粉樣斑塊的密度——都是以一種獨特的時間順序平行進展的。在未來鑒別患者所處的階段將幫助研究人員精確找到階段特異性的有效治療。

研究人員利用一種稱為雙光子鈣成像的技術記錄了活體小鼠皮質(zhì)神經(jīng)元中自發(fā)和激發(fā)的信號活動。研究小鼠被分為兩組：轉(zhuǎn)基因小鼠攜帶可引起人類阿爾茨海默氏癥的突變，野生型小鼠作為對照組。通過觀測神經(jīng)信號對于一種特殊測試的反應（在測試中有一種簡單的光柵模式的黑白條在小鼠前面移動），科學家們確定了隨特異定向移動調(diào)整的視覺回路的特征。

Konnerth說：“像許多阿爾茨海默氏癥患者一樣，患病小鼠區(qū)分視覺對象的能力受到了損害。我們的研究通過鑒別視覺皮質(zhì)中功能嚴重紊亂的部分神經(jīng)元，提供了對受損行為潛在致病原因的重要新理解。”在阿爾茨海默氏癥小鼠組，研究人員發(fā)現(xiàn)有兩種神經(jīng)元亞群以兩種完全不同的方式發(fā)生了功能障礙。其中一個亞群被認為是首先退化的神經(jīng)元，完全不顯示活動；另一亞群顯示病理性的高水平活動，使得神經(jīng)元無法正確感知環(huán)境中物體。

文章的第一作者、Konnerth 研究所博士生Christine Grienberger說 “在視覺皮質(zhì)中有大約一半的神經(jīng)元以這種或那種方式發(fā)生了紊亂，另一半則能正常做出反應。我們研究發(fā)現(xiàn)提出了這樣的問題：未來的研究工作是否僅需要靶向這些功能紊亂的神經(jīng)群，這對于阿爾茨海默氏癥研究領域具有非常重要的意義。”