布里斯班——澳大利亚科学家发现，一种已用于抑郁症治疗的磁性脑刺激技术可以增强患有类似阿尔茨海默病的小鼠大脑重塑其连接的能力。这一发现为未来帮助痴呆症患者提供了重要线索。
该研究发表于《神经光子学》（Neurophotonics），测试了一种名为重复经颅磁刺激（rTMS）的非侵入性疗法。这种疗法利用磁脉冲刺激脑部神经细胞。尽管rTMS已被批准用于抑郁症治疗，但研究人员希望通过本研究了解它在阿尔茨海默病中的具体作用机制，尤其是在显微层面的表现。
阿尔茨海默病如何破坏大脑连接
我们的大脑依赖数十亿个称为突触的微小连接点运作，这些突触是神经元之间交换信息的关键部位，支撑着记忆、学习和思维功能。在阿尔茨海默病中，这些连接遭到破坏，直接导致记忆丧失和认知衰退。
澳大利亚研究团队专注于神经纤维上的一种小型结构——轴突膨体。这些膨体通过两种主要形式传递信号：沿主纤维分布的“途中膨体”（en passant boutons）和分支形成局部回路的“末端膨体”（terminaux boutons）。借助先进的活体成像技术，科学家观察了经过基因改造以形成淀粉样斑块（阿尔茨海默病的标志性特征）的小鼠脑内连接变化。
磁脉冲恢复失去的可塑性
研究人员发现，患有淀粉样斑块的小鼠突触连接随时间的变化较少，表明它们的大脑失去了部分用于学习和修复所需的灵活性。
在以特定节奏施加约600次低强度磁脉冲后，科学家观察到这些连接动态性的显著提升。在两天内，阿尔茨海默病模型小鼠的末端膨体周转率增加了约200%，基本将其重塑能力恢复至健康小鼠的水平。
有趣的是，这种刺激主要影响局部回路；它提升了末端膨体的周转率，但对负责长距离通信的途中膨体没有影响。
这一发现对未来治疗的意义
目前大多数阿尔茨海默病治疗方法只能延缓疾病进展，而无法恢复已丧失的功能。这项新研究表明，即使在存在类似阿尔茨海默病损伤的情况下，大脑可能仍具有隐藏的修复能力，只需适当的干预即可激活。
本研究使用的治疗方法被称为间歇性θ短阵快速刺激（intermittent theta burst stimulation，rTMS的一种模式），目前已在人类痴呆症患者中进行测试，但结果尚不一致。本研究首次详细展示了其在细胞层面对脑连接的作用机制，这有助于研究人员设计更优的试验方案，并优化如何及在何处对人脑施加刺激。
与许多实验药物不同，rTMS是非侵入性的，且通常耐受性良好。患者只需坐在椅子上，让一个线圈通过头皮传递磁脉冲。
然而，研究人员强调，这是一项早期动物研究。它仅关注脑结构变化，未考察小鼠的记忆是否改善，且观察到的变化持续约一周。未来需要进一步研究，以确定重复治疗是否能带来持久的记忆和认知益处。
尽管如此，这些发现令人鼓舞。与其将阿尔茨海默病的损害视为完全不可逆，这项工作表明我们或许能够利用大脑的自然修复能力，为未来不仅延缓衰退而且恢复丧失功能的潜在疗法指明方向。
研究概述
方法论
研究人员使用了经过基因改造以发展类似阿尔茨海默病理（APP/PS1小鼠）的小鼠，并与正常小鼠进行了对比。两组小鼠均携带荧光蛋白，使脑连接在特殊显微镜下可见。科学家在小鼠头骨上植入了微型窗口，并使用双光子显微镜观察单个脑连接随时间的变化。他们追踪了两种类型的轴突膨体（脑细胞间的连接点），并在一次磁脑刺激前后连续8天记录数据。治疗包括约3分钟内以特定模式施加的600次磁脉冲。
结果
治疗前，患有类似阿尔茨海默病理的小鼠表现出脑连接周转显著减少，特别是末端膨体。磁刺激后，健康和患病小鼠的末端膨体周转率均显著增加（健康小鼠增加88%，患病小鼠增加213%）。治疗基本恢复了阿尔茨海默小鼠的正常连接动态。值得注意的是，另一类连接（途中膨体）未受治疗影响，表明效果具有特异性而非随机性。
局限性
本研究仅考察了持续约一周的即时效果，未测试恢复的脑连接是否实际改善了记忆或认知能力。所有实验均在麻醉状态下的小鼠身上完成，这可能无法反映清醒、活动中小鼠的反应。研究聚焦于单一脑区，并使用年轻成年小鼠，因此结果可能不适用于老年大脑或其他受人类阿尔茨海默病影响的脑区。
资金与披露
本研究由澳大利亚国家健康与医学研究委员会、J.O. 和 J.R. Wicking信托基金以及澳大利亚政府研究培训计划资助。作者报告无利益冲突。部分研究成果曾在2023年阿尔茨海默病协会会议上展示。
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