大多数人认为阿尔茨海默病是一种衰老性疾病。但事实上,其标志性的脑部变化要早得多——大约在生命的第三个十年左右就开始出现。
在这些最早的变化中,一种名为tau的蛋白质的缠结版本开始在大脑深处一个涉及睡眠、注意力和警觉性的微小区域——蓝斑中积累。tau随后扩散到大脑的其他部分。
出现tau缠结并不意味着一个人患有阿尔茨海默病——事实上,几乎每个人都会不同程度地出现这种情况。但由于这些变化始于蓝斑,一些脑研究者(包括我自己)将这个区域视为阿尔茨海默病发展的煤矿中的金丝雀。
我们正在探索是否可以通过阻止或减缓该脑区的tau缠结,或以其他方式维持其健康,来打断疾病最终发展的方式,并预防认知老龄化的其他方面。
我实验室及其他研究机构的新兴研究正在探讨一种被称为迷走神经刺激的疗法——该疗法已广泛用于其他健康状况——是否可能是保持蓝斑正常运作的一种方法。
蓝斑位于脑干,即大脑的最底部。它的名字“蓝斑”来源于其细胞产生的一种称为神经黑色素的色素。
蓝斑在人类基本功能的多个方面起着关键作用。它几乎制造了大脑中所有的去甲肾上腺素,这是一种对睡眠、警觉性、专注、学习甚至免疫功能至关重要的化学物质。并且它接收来自整个大脑和身体神经的输入——包括来自迷走神经的输入,迷走神经携带信息往返于心脏、肺和其他器官。
我的研究探索了这个脑区的结构、神经细胞如何在其内部传递信息,以及它如何与其他脑区连接。我还研究了这些特征如何随生命变化并影响思维和记忆。
阿尔茨海默病会破坏记忆和思维技能,但研究人员尚未了解其方式或原因。
研究表明,从中年开始,蓝斑中的神经细胞可能因tau积累而受损,并且这种损伤可能与记忆衰退相关。蓝斑中的tau积累、细胞死亡和功能丧失先于并预测阿尔茨海默病的诊断和症状。
这使研究人员假设,保持蓝斑健康可能也是保护大脑其他部分的一种方式。
迷走神经在大脑与胸部及腹部器官(如心脏和肠道)之间传递信息,帮助大脑监测和调节许多身体重要器官。它负责向大脑和全身发送“休息和消化”信息,刺激消化并促进细胞修复。
在20世纪80年代和90年代,研究人员发现刺激迷走神经可以有助于缓解癫痫。他们还发现,这样做通常还有其他好处,比如改善情绪和思维。
如今,迷走神经刺激不仅被美国食品药品监督管理局批准用于治疗癫痫,还用于偏头痛和抑郁症,以及辅助中风康复。
用于癫痫和抑郁症的迷走神经刺激通常涉及在患者胸部左侧植入一个电刺激器,迷走神经从这里经过。用于治疗头痛的非侵入性设备则向迷走神经非常接近皮肤表面的颈部或耳部特定位置传递温和的电脉冲。
甚至在发现蓝斑与阿尔茨海默病的联系之前,研究人员就假设迷走神经刺激可能有助于改善该疾病患者的情绪和思维。这是因为迷走神经刺激可能部分通过提高脑内去甲肾上腺素水平起作用——而阿尔茨海默病患者大脑中的去甲肾上腺素水平过低。
神经科学家仍然不知道迷走神经刺激如何或为何对大脑有益,但一个主要理论是它有助于调节蓝斑中神经细胞的活动,使其正常运作。
蓝斑活动过多可能使人过于警觉,导致感到压力甚至恐慌。事实上,过度活跃的蓝斑会加剧创伤后应激障碍的某些症状。相反,活动过少可能导致抑郁或记忆问题。
某些形式的迷走神经刺激既不会增强也不会减弱蓝斑的活动。相反,它们似乎影响其神经元放电的时间和节奏。其他形式的迷走神经刺激似乎会增加大鼠大脑中的去甲肾上腺素,研究人员假设这也可能是迷走神经刺激治疗癫痫的方式。
这些不同的发现使研究人员提出,迷走神经刺激可以作为蓝斑的有效调节器,使其建立最佳活动水平以实现最佳功能。
关于迷走神经刺激可能帮助衰老大脑的诱人线索正在浮现。
少数研究发现,迷走神经刺激可以防止记忆恶化,甚至改善轻度认知障碍或阿尔茨海默病早期患者的记忆。一项针对52名年龄在55至75岁之间、被诊断为轻度认知障碍的患者的试验报告称,在每天接受迷走神经刺激一小时、每周五天、持续约六个月后,记忆和整体认知有了有意义的改善。
对约60岁的健康成年人以及18至25岁的健康成年人的研究甚至报告称,仅一次迷走神经刺激后,记忆的不同方面就有改善。
这项工作仍处于非常初步的阶段,但它为一种保持阿尔茨海默病和衰老的一些令人痛苦症状的方法带来了希望。
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