最新研究显示，低强度重复经颅磁刺激（rTMS）能够修复阿尔茨海默病（AD）小鼠模型中的关键突触结构。研究发现，在阿尔茨海默病小鼠中，轴突末梢（神经元形成连接的部位）的周转率降低，表明大脑可塑性受损。
在一次rTMS疗程后，某类轴突末梢的周转率显著增加，达到与健康小鼠相当的水平。这些变化表明，rTMS可以部分逆转突触缺陷，从而可能改善大脑的连接性。
关键事实：
- 突触周转率提升：在AD小鼠中，rTMS使terminaux boutons（TBs）的周转率增加了高达213%。
- 选择性响应：只有terminaux boutons（TBs），而非en passant boutons（EPBs），对rTMS作出响应。
- 治疗潜力：rTMS将受损的突触可塑性恢复到接近健康的水平。
来源：国际光学工程学会（SPIE）
阿尔茨海默病（AD）是一种使人衰弱的神经退行性疾病，影响着全球大量老年人口。
突触是神经细胞之间进行交流的关键点，其特性会根据我们的经历发生变化。通过增加、移除、强化或削弱突触连接，我们的大脑能够编码新事件或遗忘旧事件。
轴突末梢是轴突的特殊末端，轴突是神经元细长的部分，负责通过传递神经信号连接神经元。
在AD中，突触可塑性（大脑调节神经元之间突触连接强度的能力）受到显著破坏，并随着时间推移而恶化，导致认知和记忆功能下降，进而影响生活质量。截至目前，AD尚无有效治愈方法，仅有一些针对症状管理的有限治疗手段。
研究表明，重复经颅磁刺激（rTMS）是一种非侵入性的脑刺激技术，利用电磁脉冲靶向特定脑区，具有治疗痴呆及相关疾病的潜力。
从前的研究已知，rTMS能够促进健康神经系统中的突触可塑性。此外，它已被用于治疗某些神经退行性和神经精神疾病。然而，rTMS在AD管理中的个体反应差异较大，其背后的机制尚不明确。
近期，昆士兰大学（University of Queensland，澳大利亚）和塔斯马尼亚大学威克宁痴呆研究与教育中心（Wicking Dementia Research and Education Centre，University of Tasmania）的研究人员调查了rTMS对阿尔茨海默病型痴呆小鼠大脑皮层突触的影响。
他们的报告发表在《神经光子学》（Neurophotonics）上。“由于突触功能障碍是AD的关键机制之一，本研究量化了AD小鼠模型在接受rTMS后的突触轴突末梢变化，并与健康小鼠进行了比较。”通讯作者、昆士兰大学教授Barbora Fulopova博士解释道。
轴突末梢是轴突的特殊末端，轴突是神经元细长的部分，通过传递神经信号连接神经元。这些是突触形成的部位，允许神经元进行交流。
因此，轴突末梢数量或功能的任何变化都会对大脑连接性产生深远影响。在本研究中，研究人员观察了两种兴奋性轴突末梢的结构变化，即“terminaux boutons”（TBs，从轴突主干伸出的短突起，通常连接局部区域的神经元）和“en passant boutons”（EPBs，沿轴突分布的小珠状结构，通常连接远端区域）。他们使用双光子成像技术在活体动物的大脑中可视化单个轴突和突触。
研究使用了APP/PS1 xThy-1GFP-M品系的小鼠，这是APP/PS1品系（经过基因改造以表现出类似人类AD的症状）与Thy1-GFP-M品系（在某些神经元中表达荧光蛋白）的杂交品种。这种组合使得轴突在成像过程中发光，从而能够精确追踪突触末梢的变化。
研究团队在这些小鼠中，以48小时为间隔监测了轴突末梢的动态变化，持续八天，包括单次rTMS疗程前后的情况。然后，他们将这些结果与健康的野生型（WT）小鼠进行了比较。
他们发现，AD小鼠模型中的TBs和EPBs密度与健康WT小鼠相当。然而，在rTMS前，AD小鼠模型中这两种轴突末梢的周转率显著低于健康小鼠，这可能是由于淀粉样斑块的积累（痴呆症的关键标志）以及可能导致AD的其他因素。
在一次低强度rTMS疗程后，两组小鼠的TBs周转率均显著增加，而EPBs的周转率没有变化。值得注意的是，刺激两天后观察到最大的变化，WT品系的TB周转率增加了88%，而APP-GFP品系增加了213%。然而，这种增长在第八天恢复到刺激前的水平。
此外，在AD小鼠模型中，这种增加的周转率与WT小鼠在刺激前的水平相当。这表明低强度rTMS可能将TBs的突触可塑性恢复到健康小鼠的水平。
而且，只有TBs对rTMS作出响应，而EPBs没有响应，这表明rTMS的作用机制可能是细胞类型特异性的。
Fulopova指出：“这是首次提供证据表明，无论是健康神经系统还是存在痴呆特征的神经系统，突触前末梢都对rTMS作出响应。”
“鉴于突触功能障碍与痴呆症中认知能力下降之间的明确联系，以及rTMS在治疗其他神经退行性疾病中的应用，我们的研究结果突显了其作为目前AD管理策略的有力补充的潜力。”
这项研究标志着对AD理解的重大进步。虽然还需要进一步研究，但该研究的结果为靶向rTMS治疗铺平了道路，这种治疗可能改善阿尔茨海默病患者的生活质量。
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