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老年人常迷路,或是网格细胞缺陷造成

2018/03/20 来源:生物探索
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导读
老年人常会迷失方向,主要有疾病和年龄增加两方面原因所致。近日,研究人员通过实验发现,老年人随着年岁增加导航能力逐渐退化,可能与大脑中枢神经皮质中的网格细胞缺陷有关。

图片来源:网络

德国神经退行性疾病研究中心(DZNE)的研究人员发现了一种可能的原因,解释了老年人为何会空间定向困难。在老年人大脑中的导航中心区域,他们发现了一个异常不稳定的活动。研究结果发表在《当代生物学》杂志上。从长远来看,这些发现可能会为检测阿尔茨海默氏症开辟新的途径。

空间定位和导航是人类思维最复杂的能力之一。为了引导我们以目标导向的方式穿越空间,人类的大脑必须处理大量的信息(从视觉刺激到肌肉系统提供的线索,再到我们自身的平衡感等),然而,随着年龄的增长,这些技能会日渐退化,直至严重影响到我们的独立性和生活质量。

“当你在一个陌生的环境中走动时,迷路是完全正常的。不过这种情况更多的发生在老年人身上。到目前为止,我们对这些导航问题的潜在神经元机制还知之甚少,”该论文通讯作者、DZNE的研究员Matthias Stangl说,“为此我们假设,导航问题的出现或许与神经元中所谓的网格细胞有关。即导航处理的一个主要部分是由这些位于大脑中枢神经皮质的特殊神经元—网格细胞单元完成的。”

在虚拟现实和真实空间中

为了验证这一假设,Stangl及其同事对41名健康的年轻人和老年人进行了实验:“年轻”组由20名年龄在19至30岁之间的参与者组成, “老年”组包括年龄介于63至81岁的21位参与者。两组中都有男性和女性。

实验将功能性磁共振成像(fMRI)和虚拟现实结合在一起:参与者必须通过计算机生成的景物进行导航,然后监控他们适时的大脑活动模式;第二个实验测试“路径集成”的能力:在此设置中,参与者沿着预定的曲线路径移动。到中途站点时,他们必须盲估所处位置与起点之间的距离和方向。由于这个测试是在两个实验当中进行的,因此它对真实空间和虚拟环境中都进行了测试。

发射模式不稳定

“实验设计考虑到了各个方面,结果证实了年轻的参与者在导航方面做得更好,这与之前的研究一致。此外,我们发现了导航性能下降和网格细胞活动缺陷之间存在联系,”DZNE高级科学家兼主管Thomas Wolbers教授说。“在比较年轻人和老年人时,网格细胞的发射方式不同,具体来说,老年人随着时间的推移发射模式不太稳定,表明这些大脑回路在老年时期会受到损害,这可能就是许多老年人深受导航困扰的原因。”

Wolbers补充道:“网格细胞不仅在导航中,还在其他认知功能中扮演着重要角色,因此,我们的发现可能表明了老年痴呆症的一个关键机制,这不仅可以提供对衰老引起的神经生理学变化的深入了解,还能帮助设计由年龄增加导致认知能力下降的治疗方法。”

痴呆的早期征兆?

尽管健康成年人也可能会出现导航技能的弱化,但这种下降被认为是阿尔茨海默症最早出现的症状之一

评估导航性能与网格细胞功能之间的关联可能有助于阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的早期诊断,”Wolbers说。 “为此,有必要开发诊断方法来区分由年龄增加引起的导航能力下降和由疾病导致的衰退,这是一项具有挑战性的任务,但我们的研究结果为今后的研究奠定了基础。”

参考文献:

Getting lost: Why older people might lose their way:New clues on why our sense of direction tends to fade with age

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