德国神经退行性疾病研究中心(DZNE)的最新研究表明,因阿尔茨海默症而存在痴呆风险的人群可能出现空间定向能力障碍。通过对约100名老年人开展虚拟环境定位实验发现,具有"主观认知衰退"(SCD)特征的参与者表现明显弱于对照组。值得注意的是,这种差异在常规认知测试中并未显现。这项发表于《科学进展》的研究成果可能为开发更灵敏的检测方法提供方向,特别是在阿尔茨海默症的早期诊断和药物研发领域。
所谓"主观认知衰退"是指个体主观感受到记忆力减退,但标准认知测试未发现客观损害的现象。该研究中心马格德堡分部的Thomas Wolbers教授指出:"已有研究证实SCD人群后续发展为阿尔茨海默症的风险更高,因此推测SCD可能代表该疾病的临床前期阶段。"
创新性研究方法
该研究团队采用突破性实验设计检测认知功能,与来自美国和捷克共和国的研究人员合作,重点观察"路径整合"能力。这种基于本体感知和运动感知的空间定位能力,依赖于大脑内侧内嗅皮层的特殊神经回路。Wolbers教授形象地比喻:"这些神经元就像我们大脑中的内置指南针。"值得注意的是,阿尔茨海默症病理改变往往最先影响这一脑区。
无参照物实验环境
实验招募了102名55-89岁老年人,其中30人存在SCD症状。所有参与者常规认知测试均在正常范围。实验采用虚拟现实头盔,营造出无任何视觉参照的无限平原环境。地面纹理设计使参与者能感知运动轨迹,但缺乏标志性参照物。第一作者Vladislava Segen博士解释:"这种设置迫使受试者完全依赖大脑导航系统,正是我们想要检测的能力。"
脑内指南针测试
实验要求参与者追踪悬浮球体的曲线轨迹,到达终点后需返回起始点并标定位置。通过手持控制器操作虚拟指针,参与者还需重新定位初始行进方向。每轮实验包含两个停靠点,实际行走距离约6米,每位参与者完成约70次试验。Segen博士指出:"这种设计使我们能获得大量运动轨迹和定向精度数据。"
SCD群体表现差异
数据分析显示,尽管存在年龄相关差异(年长者普遍误差较大),SCD组的整体表现显著劣于对照组。Segen博士强调:"这种定向障碍并非源于运动特征差异,如行走速度或低头频率,而是纯粹的认知功能障碍。"
数学建模揭示机制
通过复杂数学模型分析,研究团队发现SCD患者的"记忆泄漏"现象——大脑在连续更新空间位置时难以维持先前位置的记忆。这种现象与内侧内嗅皮层的功能障碍密切相关。Segen解释:"这就像翻页动画的记忆序列断裂,网格细胞构成的神经回路受损导致空间记忆的不稳定性。"
临床应用前景
该脑区包含网格细胞,其神经回路具有类似坐标系的功能。已有研究显示这些回路存储着连续的位置记忆序列。Wolbers教授展望:"路径整合测试可作为临床试验的补充评估指标,特别是在新药研发中观察神经保护效应。长远来看,经过优化的测试方案可能进入临床常规应用,但需要进一步简化操作流程并与生物标志物(如脑脊液/血液标志物)进行关联验证。"
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