科学家发现了与年龄相关的记忆丧失有关的大脑机制

约翰斯·霍普金斯大学（Johns Hopkins University，JHU）的神经科学家通过对大鼠的研究，找到了大脑中导致一种常见的与年龄相关的记忆丧失的机制。

约翰斯·霍普金斯大学5月20日消息

这项研究近日发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上，揭示了衰老大脑的工作机制，并可能加深我们对阿尔茨海默病和人类类似疾病的理解。

研究于2022年5月20日发表在《Current Biology》（最新影响因子：10.834）杂志上

“我们试图理解正常的记忆，以及为什么大脑中被称为海马体的部分对正常的记忆如此重要，” 约翰斯·霍普金斯大学 Zanvyl Krieger 心智/大脑研究所的资深作者 James Knierim 教授说，“同时也有许多记忆障碍，也在这一区域出了问题。”

James Knierim 教授

神经科学家知道，位于大脑颞叶深处的海马体中的神经元负责一对互补的记忆功能，称为模式分离（pattern separation）和模式完成（pattern completion）。这些功能在海马体中一个叫做 CA3 的小区域内梯度发生。

当这些功能失去平衡时，记忆就会受损，导致健忘或重复。约翰斯·霍普金斯大学的研究小组发现，随着大脑年龄的增长，这种不平衡可能是由于 CA3 梯度消失造成的，模式分离功能消失，模式完成功能取而代之。

负责模式分离的神经元通常在 CA3 区的近端区域更普遍，而负责模式完成的神经元普遍在远端区域，该研究的主要作者 Heekyung Lee 说，她是心智/大脑研究所的助理研究科学家。随着年龄的增长，近端区域的神经活动变得过度活跃，这两个区域之间的相互作用变得异常，从而在模式完成中占据主导地位。

在正常的大脑中，模式分离和模式完成一起对知觉和经验进行分类和理解，从最基本的到高度复杂的。如果你和家人去了一家餐馆，一个月后你和朋友去了同一家餐馆，你应该能够识别出这是同一家餐馆，即使一些细节已经改变了——这是模式完成。但你也需要记住对话是在什么时候发生的，这样你就不会混淆这两次经历——这就是模式分离。

当模式分离消失时，模式完成将压倒进程。当你的大脑专注于在餐馆的共同体验，而忽略了单独访问的细节时，你可能会记得一次访问中关于意大利旅行的对话，但却记错了说话的是谁。“我们都会犯这些错误，但随着年龄的增长，它们往往会变得更糟，” Knierim 说。

在实验中，研究人员将记忆未受损的年轻大鼠、记忆未受损的老年大鼠以及记忆受损的老年大鼠进行了比较。当记忆未受损的老年大鼠和年轻大鼠一样进行水迷宫任务时，海马体 CA3 区神经元已经开始以牺牲模式分离为代价，支持模式完成。由于这一生理发现并没有体现在它们的行为中，研究人员得出结论，有某种东西让大鼠弥补了这一缺陷。

研究人员说，这一发现在人类身上也得到了印证，那些人到了老年仍能保持惊人的敏锐。因此，准确定位记忆丧失的机制可以为了解是什么阻止了某些人的记忆损伤奠定基础，从而为如何预防或延缓老年人的认知能力下降奠定了基础。

“如果我们能更好地理解这些代偿机制是什么，那么也许我们可以帮助防止认知能力随着年龄的增长而下降，” Knierim说，“或者，如果我们不能阻止它，也许我们可以增强大脑的其他部分，以弥补正在发生的损失。”

创立于1876年的约翰斯·霍普金斯大学

参考文献

Source：Johns Hopkins University

Johns Hopkins neuroscientists find brain mechanism tied to age-related memory loss

Reference：

Loss of functional heterogeneity along the CA3 transverse axis in aging

Heekyung Lee

Zitong Wang

Arjuna Tillekeratne

Scott Zeger

Michela Gallagher

James J. Knierim 6

Show all authors

Show footnotes

Published:May 20, 2022DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.04.077