一項(xiàng)新研究表明，老年時(shí)期保留過(guò)去生活經(jīng)歷的能力是由突觸的質(zhì)量而非數(shù)量來(lái)決定的。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校

8月7日消息

在人的一生中，記憶力會(huì)不同程度地減退，剝奪了老年人回憶個(gè)人經(jīng)歷的能力。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為，這種漸進(jìn)且?guī)缀醪豢杀苊獾倪^(guò)程是大自然在大腦神經(jīng)元老化過(guò)程中移除樹(shù)突棘（Dendritic spines，突觸的關(guān)鍵組成部分）的結(jié)果。

由阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校（University of Alabama at Birmingham，UAB）和伊利諾伊州芝加哥拉什大學(xué)（Rush University）醫(yī)學(xué)中心的研究人員領(lǐng)導(dǎo)并在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究現(xiàn)在提供證據(jù)表明，老年時(shí)期保留過(guò)去生活經(jīng)歷的能力是由突觸的質(zhì)量而非數(shù)量來(lái)決定的。

研究于2024年8月7日發(fā)表在《Science Advances》（最新影響因子：11.7）雜志上

“這是一個(gè)突破性的發(fā)現(xiàn)，”阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校神經(jīng)病學(xué)系的副教授、該研究的通訊作者 Jeremy Herskowitz 博士說(shuō)，“ 35 年來(lái)，主流觀念一直認(rèn)為記憶力下降主要是由樹(shù)突棘的喪失引起的。從 40 歲到 85 歲，樹(shù)突棘和突觸的自然喪失是完全正常的。這種自然喪失會(huì)導(dǎo)致我們所有人在衰老過(guò)程中感到認(rèn)知能力下降。然而，我們證明，盡管存在突觸喪失，但剩余的突觸可以彌補(bǔ)這種喪失。”

Herskowitz 說(shuō)，這具有巨大的意義。“即使在 80 歲、90 歲或 95 歲的老年人中，突觸形成仍然具有足夠的可塑性來(lái)保留記憶。這意味著，如果你正在衰老或由于阿爾茨海默病失智癥而出現(xiàn)記憶力下降，那么重塑樹(shù)突棘和突觸的療法可能會(huì)極大地促進(jìn)記憶力。”

這項(xiàng)研究得到了拉什大學(xué)宗教秩序研究和拉什記憶與衰老項(xiàng)目（ROSMAP）的支持。ROSMAP 項(xiàng)目招募了 65 歲或以上的天主教修女、神父和修士，他們?cè)诩{入研究時(shí)沒(méi)有已知的失智癥。參與者每年接受醫(yī)療和心理評(píng)估，并同意在死后捐贈(zèng)大腦。

Herskowitz 及其同事研究了來(lái)自 128 名 ROSMAP 參與者的死后大腦樣本。這些參與者在死亡時(shí)的平均年齡為 90.5 歲，具有不同的認(rèn)知表現(xiàn)評(píng)分和與阿爾茨海默病相關(guān)的神經(jīng)病理學(xué)。他們每年都接受了情景記憶、視覺(jué)空間能力/感知定向、感知速度、語(yǔ)義記憶和工作記憶等方面的認(rèn)知測(cè)試。研究包括從每個(gè)大腦中提取的兩個(gè)樣本，一個(gè)來(lái)自對(duì)長(zhǎng)期記憶至關(guān)重要的顳葉皮層，另一個(gè)來(lái)自前額葉前運(yùn)動(dòng)皮層。

在對(duì)大腦樣本進(jìn)行染色、拍攝薄片并構(gòu)建 2,157 個(gè)神經(jīng)元上 55,521 個(gè)單獨(dú)樹(shù)突棘的三維數(shù)字重建后，研究人員使用了兩種統(tǒng)計(jì)方法，其中一種采用了創(chuàng)新的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以查看 16 種不同的樹(shù)突棘形態(tài)測(cè)量值是否與 17 種不同的腦功能、年齡和阿爾茨海默病神經(jīng)病理學(xué)測(cè)量值中的任何一種相關(guān)。其中一項(xiàng)腦功能測(cè)量是情景記憶——即回憶日常事件和過(guò)去個(gè)人經(jīng)歷的能力。

對(duì)于來(lái)自顳葉皮層的神經(jīng)元，研究人員發(fā)現(xiàn)，樹(shù)突棘頭直徑（而非樹(shù)突棘的數(shù)量）在包含 β-淀粉樣斑塊評(píng)分、神經(jīng)原纖維纏結(jié)病理學(xué)和性別的模型中提高了對(duì)情景記憶的預(yù)測(cè)能力。較大的棘頭直徑與更好的情景記憶表現(xiàn)相關(guān)，支持了新興假說(shuō)，即在顳葉皮層中，對(duì)于老年記憶而言，突觸強(qiáng)度比突觸數(shù)量更為關(guān)鍵。

“靶向維持棘頭直徑或突觸強(qiáng)度的通路，而不是維持或產(chǎn)生新棘或突觸的通路，可能為阿爾茨海默病臨床前階段的老年人帶來(lái)更大的治療益處，”  Herskowitz 說(shuō)。

樹(shù)突是神經(jīng)元體上的一種分支延伸，它從其他神經(jīng)元接收沖動(dòng)。每個(gè)樹(shù)突上可以有數(shù)千個(gè)被稱(chēng)為棘的小突起。每個(gè)棘的頭部可以形成一個(gè)接觸點(diǎn)，稱(chēng)為突觸，以接收來(lái)自另一個(gè)神經(jīng)元軸突發(fā)送的沖動(dòng)。在形成新突觸的過(guò)程中，樹(shù)突棘可以快速改變形狀或體積，這是腦可塑性過(guò)程的一部分。創(chuàng)建或消除突觸是腦功能的基本機(jī)制。

Herskowitz 說(shuō)，收集數(shù)萬(wàn)個(gè)樹(shù)突棘的測(cè)量數(shù)據(jù)花費(fèi)了兩年半的時(shí)間。這項(xiàng)艱巨的工作始于 2019 年，并一直持續(xù)到 COVID-19 大流行期間，阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的研究人員在疫情限制下進(jìn)行了這項(xiàng)工作。

該研究論文《樹(shù)突棘頭直徑可預(yù)測(cè)老年人的情景記憶表現(xiàn)》（Dendritic spine head diameter predicts episodic memory performance in older adults）的共同第一作者為阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校神經(jīng)病學(xué)系的 Courtney K. Walker 和 Evan Liu。

創(chuàng)立于1969年的阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校

參考文獻(xiàn)

Source：University of Alabama at Birmingham

Memory loss in aging and dementia: Dendritic spine head diameter predicts memory in old age

Reference：

Courtney K. Walker et al. ,Dendritic spine head diameter predicts episodic memory performance in older adults.Sci. Adv.10,eadn5181(2024).DOI:10.1126/sciadv.adn5181

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       原文標(biāo)題 : 衰老和失智癥中的記憶喪失：樹(shù)突棘頭直徑可預(yù)測(cè)老年記憶能力