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Science:大脑内网格细胞异常与阿尔茨海默氏症相关

摘要 : 德国神经退行性疾病中心的一项新的研究发现,脑内的网格细胞可帮助人们处理信息以进行导向,但可能在阿尔茨海默氏病起病的多年前,那些高风险罹患该病的人就显示出这些细胞功能的下降,这使得他们在虚拟迷宫中的导向与对照者不同。

 

文字说明: 阿尔茨海默氏病的基因风险与在虚拟导向中网格细胞样表象减少相关连

德国神经退行性疾病中心的一项新的研究发现,脑内的网格细胞可帮助人们处理信息以进行导向,但可能在阿尔茨海默氏病起病的多年前,那些高风险罹患该病的人就显示出这些细胞功能的下降,这使得他们在虚拟迷宫中的导向与对照者不同。辨识该病的早期生物标记(如异常网格细胞功能)可能是在阿尔茨海默氏病研究领域中迈出的珍贵的一步,因为有越来越多的证据表明,将该病发展可能性降至最小的最佳希望是进行早期干预。先前的研究揭示,阿尔茨海默氏病始于内嗅皮层(EC),在不到30岁(即在该病症状出现之前很久)的成年人中就可在EC中发现异常。Lukas Kunz等人因此在可能有高风险发生阿尔茨海默氏病者中对其网格细胞(这是EC中的一类参与空间导向的细胞)的功能进行了检测,检测是当他们在一个虚拟迷宫中巡航时进行的。尽管高风险组与对照组(他们没有APOE-ε4基因)相比有着类似的空间记忆表现,但功能性磁共振成像(fMRI)揭示,高风险组的网格细胞功能显著下降。与对照参与者相比,该组还显示出在虚拟竞技场中央的导向表现下降。进一步的分析表明,高风险组为了维持与对照组中所见的相同水平的空间记忆表现,他们会利用海马来补偿其异常的网格细胞功能;海马是另外一个与阿尔茨海默氏病相关的脑部区域。这些通过简单的fMRI即能检测到的网格细胞功能的差异可被用来识别那些容易发生阿尔茨海默氏病的人,尽管还需要做更多的长期研究来确认,网格细胞功能的早期下降是否直接与在生命后期发生的疾病相关。

原文链接:

Reduced grid-cell–like representations in adults at genetic risk for Alzheimer’s disease

原文摘要:

Alzheimer’s disease (AD) manifests with memory loss and spatial disorientation. AD pathology starts in the entorhinal cortex, making it likely that local neural correlates of spatial navigation, particularly grid cells, are impaired. Grid-cell–like representations in humans can be measured using functional magnetic resonance imaging. We found that young adults at genetic risk for AD (APOE-ε4 carriers) exhibit reduced grid-cell–like representations and altered navigational behavior in a virtual arena. Both changes were associated with impaired spatial memory performance. Reduced grid-cell–like representations were also related to increased hippocampal activity, potentially reflecting compensatory mechanisms that prevent overt spatial memory impairment in APOE-ε4 carriers. Our results provide evidence of behaviorally relevant entorhinal dysfunction in humans at genetic risk for AD, decades before potential disease onset.

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