与阿尔茨海默病定向障碍相关的大脑细胞,在数百万年进化历程中不仅被完整保留,其数量甚至略有增加。最新研究表明,这些神经元对物种进化生存至关重要。大自然通过无数代际守护并强化了这些细胞,帮助哺乳动物本能地感知自身在环境中的位置。
查尔斯·达尔文首次描述了多数物种无需外部线索即可确定位置,并能直接抵达目的地的能力,他将此称为"航位推算"。然而当大脑后扣带回区域受损时,这种无缝导航能力会严重受损。密歇根大学心理学副教授、该研究资深作者奥马尔·艾哈迈德博士指出:"后扣带回在大脑中起到潜意识GPS系统的作用,其特化神经元负责计算抵达目标所需的方向。该脑区在我们想象未来时空场景时也会被激活,这种帮助我们在现实或想象世界中潜意识定位的独特脑区,不幸也是阿尔茨海默病最早出现功能障碍的区域。"
艾哈迈德团队此前已在小鼠后扣带回发现独特神经元类型。在新研究中,实验室成员艾斯拉·布鲁克斯(本研究第一作者)与艾哈迈德开发了先进AI工具,对比小鼠与大鼠后扣带回神经元的基因特征。尽管这两个物种在进化树上相隔数百万年,但此类特殊神经元在大鼠中仍得到惊人保留。
研究人员还发现另一种同样古老且对空间感知至关重要的特化神经元,且同样仅存在于后扣带回。这种神经元类型在进化过程中不仅被保留,其数量还略有增加。"通过比对不同物种数千个神经元的数千个基因,我们得以探究特定神经元类型在进化中的变化。"艾哈迈德解释道。后扣带回至少包含两种大脑其他区域不存在的特化神经元类型。
"不难理解为何这些神经元对物种生存至关重要并历经数百万年进化:它们帮助生物成功找到归途。"艾哈迈德强调。多数阿尔茨海默病患者饱受空间定向障碍困扰而无法归家。目前该实验室正深入探究人类后扣带回是否存在同类神经元,及其在阿尔茨海默病中的变化机制。
"我们观察到人类大脑中存在形态类似其他物种特化后扣带回神经元的细胞。通过解析阿尔茨海默病患者神经元的变化规律,我们将有望开发靶向修复疗法。"艾哈迈德表示。该研究成果已发表于《神经科学杂志》,研究获得美国国立卫生研究院与阿尔茨海默病协会资助。
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