一项发表在《分子精神病学》(Molecular Psychiatry)期刊的最新研究提供了证据：结合非侵入性脑扫描与计算机建模的方法，能成功测量痴呆症药物在活体患者大脑中与特定受体的相互作用。研究表明，该方法有望替代侵入性操作，以验证新疗法在大脑中的实际效果。这些发现为加速阿尔兹海默症新疗法的测试与开发提供了实用途径。
该研究作者、剑桥大学 (University of Cambridge) 认知神经病学教授詹姆斯·罗 (James Rowe) 解释道："要推进阿尔兹海默症新疗法的研究，我们需要具备与动物模型同等细节洞察力的检测工具，使其能在活体人脑中'观察'变化。"
传统上，医学研究人员依赖动物模型或死后脑组织来理解药物对脑细胞的影响。由于血脑屏障的保护作用和颅骨的坚固包裹，直接在活体人脑进行测试往往不现实。这种解剖学现实为验证实验性新药是否准确到达靶点设置了重大障碍。科学家开展此项研究，旨在测试能否在不依赖血液检测、活检或注射的情况下，从体外测量药物的确切作用机制。他们以知名阿尔兹海默症药物美金刚 (memantine) 为对象，验证其非侵入性方法能否精准检测药物作用。
美金刚通常用于治疗中重度阿尔兹海默症。科学家聚焦于N-甲基-D-天冬氨酸受体 (N-methyl-D-aspartate receptors)，即脑细胞上管理记忆与学习的特定结合位点。在健康大脑中，这些受体受镁离子严格调控——镁离子作为生物阻断剂，防止过量钙离子涌入损伤细胞。
阿尔兹海默症中，这种天然阻断机制常失效，导致钙离子过载，干扰脑功能并加剧认知衰退。美金刚通过恢复该阻断机制，保护细胞免受钙超载。为观测这些微观活动，科学家采用了脑磁图 (magnetoencephalography, MEG) 技术。这是一种高灵敏度神经成像方法，通过记录脑内自然电流产生的微弱磁场来绘制脑活动图谱。科学家将此非侵入性扫描与高级计算机模型结合，后者通过数学模拟脑细胞网络的复杂电行为。
罗表示："我们提出，将脑磁图与患者个体脑部的详细计算模型结合，即可实现这一目标。鉴于美金刚的药理机制和临床效益在阿尔兹海默症中已被充分认知，我们将其作为测试案例来研究痴呆症患者。"
科学家通过两项独立实验验证该方法。第一项实验招募19名神经健康成人，间隔两周进行两次脑扫描：一次服用10毫克美金刚，另一次服用安慰剂。扫描期间，参与者被动聆听间隔半秒、偶有音高变化的重复音频。这种规律性听觉程序触发特定脑反应——失配负波 (mismatch negativity)。失配负波是大脑对意外声音的自动神经反应，高度依赖健康的NMDA受体处理新听觉信息。科学家发现，美金刚成功增强了NMDA受体的阻断效果，完全符合其设计机制。
高级计算机模型仅通过分析音频任务中的磁场变化，就精准检测到这一微观改变。这为数学模型能准确追踪活体人脑药物效应提供了有力证据。安全脑扫描与定制化计算机建模的结合，使研究人员无需侵入性操作即可确认药物机制。
第二项实验追踪42名轻度认知障碍或阿尔兹海默症患者（均经淀粉样蛋白阳性检测确诊）。研究者在实验初期用相同音频任务测量其脑活动，16个月后对其中30人进行随访扫描。科学家观察到：与健康成人相比，阿尔兹海默症患者的失配负波反应显著减弱，且在16个月病程进展中进一步衰减。该神经反应在简易精神状态检查 (Mini-Mental State Examination) 评分较低的患者中更弱——该标准问卷用于评估认知障碍，分数越低表明痴呆症状越严重。计算机模型显示，阿尔兹海默症患者的NMDA受体天然阻断功能明显减弱，且随认知评分下降及两次扫描间隔时间推移而恶化。这些发现证实阿尔兹海默症与美金刚对大脑具有相反作用效果。
罗向PsyPost表示："安全无创的MEG扫描结合患者个体脑部生物物理模型，成功揭示了药物的正确作用机制。这为探索新药潜力铺平道路。本研究的关键在于，仅通过体外脑扫描即可在活体中无创检测药物机制，无需抽血、活检或注射。"
科学家强调，痴呆症如同癌症或糖尿病，是一种可治疗的疾病。持续研究终将产出更优疗法，而此类脑扫描工具将加速识别有效方案。但研究存在局限：为简化计算，计算机模型仅聚焦两个特定脑区，尽管声音响应涉及更大神经网络；纳入全网络会使模拟过于复杂。
未来研究中，科学家计划用此方法测试新型实验性药物，以快速验证新药是否成功作用于大脑靶点。罗表示："我们的方法可判断新药是否值得投入更多资源，或应搁置以便研究人员转向其他选项。这意味着我们能降低新药测试的时间、风险与成本。这是患者、医生和研究者通力合作的成果。"
该研究《阿尔兹海默症与美金刚对NMDA受体阻断的影响：基于脑磁图的非侵入性活体洞察》(Alzheimer’s disease and memantine effects on NMDA-receptor blockade: non-invasive in vivo insights from magnetoencephalography) 由朱丽叶·H·兰斯克、阿米尔侯赛因·贾法里安、劳拉·E·休斯、梅莱克·卡拉达格、埃切·科卡贡库、马修·A·罗伊斯、娜塔莉·E·亚当斯、米歇尔·纳森斯、凡妮莎·雷蒙特、马克·伍尔里奇、克里什·D·辛格、理查德·N·亨森和詹姆斯·B·罗共同完成。
【全文结束】
