《细胞》重大突破:加速大脑 “排毒”,逆转大脑衰老,改善记忆

B站影视 港台电影 2025-03-24 14:31 2

摘要:在人体的复杂构造中,大脑堪称最为精妙且复杂的器官。它每日承担着处理海量信息的重任,与此同时,也不可避免地积累起大量代谢废物。这些 “垃圾” 若不能及时排出,便会引发炎症反应与神经损伤,进而对大脑的注意力、认知、记忆等关键功能造成严重破坏。

在人体的复杂构造中,大脑堪称最为精妙且复杂的器官。它每日承担着处理海量信息的重任,与此同时,也不可避免地积累起大量代谢废物。这些 “垃圾” 若不能及时排出,便会引发炎症反应与神经损伤,进而对大脑的注意力、认知、记忆等关键功能造成严重破坏。

早在 2012 年,神经科学家 Maiken Nedergaard 便揭示了一种特殊的大脑类淋巴系统。当个体陷入深度睡眠,脑脊液便会在特定通道内有节律地 “冲刷”,代谢废物也随之逐渐被转运出大脑。此前有研究发现,阿尔茨海默病(AD)的关键风险因素之一 ——β 淀粉样蛋白,同样能够被脑脊液带走。这也解释了为何充足、高质量的睡眠对预防 AD 具有积极作用。

然而,除了睡眠不足,衰老也会给大脑类淋巴系统带来负面影响,如脑脊液流量减少、围绕大脑的脑膜淋巴管功能衰退等。一旦脑膜淋巴管出现问题,脑脊液的引流就会受阻,大脑内部的 “垃圾” 也就难以得到及时清理。

近期,来自圣路易斯华盛顿大学的研究团队取得了一项重大发现:小鼠的脑膜淋巴管受损会致使严重的记忆力下降。这种损伤会在大脑中引发一系列连锁反应,包括打破神经元突触的兴奋 / 抑制性平衡,增强小胶质细胞的炎症反应等。这些综合性变化不仅会导致记忆障碍,更可能为 AD、帕金森病等神经退行性疾病的发生埋下隐患。令人振奋的是,该研究同时表明,恢复脑膜淋巴管的健康功能能够逆转小鼠的记忆衰退,这为治疗神经退行性疾病开辟了一条全新的干预路径。相关研究成果已发表于顶尖学术期刊《细胞》杂志。

为了模拟类淋巴系统功能受损的状况,研究者通过手术阻断了小鼠脑膜淋巴管的引流功能,随后安排这些小鼠参与多项记忆任务测试。在经典的 “新物体识别” 任务中,正常小鼠能够清晰记住先前见过的物体,并对新出现的物体展现出强烈的探索兴趣;而实验组小鼠却无法区分新旧物体,呈现出明显的记忆障碍现象。在水迷宫测试中,实验组小鼠找到隐藏平台所需的时间显著长于正常小鼠,且缺乏探索新空间的偏好,这表明其空间记忆同样受到了损伤。

深入探究发现,导致这一现象的根源在于小鼠大脑中的兴奋 - 抑制平衡被打破。正常情况下,神经元借助兴奋性和抑制性信号传递信息,二者的平衡对大脑正常功能的维持至关重要。研究人员通过电生理实验观察到,脑膜淋巴管受损小鼠的抑制性突触活性显著降低。具体而言,抑制性突触的电流频率减少了约 20%,而兴奋性突触的活性则无明显变化。这种抑制性信号的减弱极有可能是导致记忆障碍的关键因素。

不仅如此,神经元受到影响的同时,小胶质细胞的形态和功能也发生了显著改变。例如,小胶质细胞体积增大了 20%,促炎基因(如 Apoe、Lyz2)和损伤相关分子的表达模式显著上调。此外,小胶质细胞还会释放出更多的白介素 - 6(IL - 6)。实验显示,当 IL - 6 与神经细胞上的受体结合时,会改变神经细胞的电活动,减少抑制性突触的活动。

在明晰这些机制后,研究团队找到了两个极具潜力的干预方向。其一,通过药物阻断 IL - 6 的信号,这一手段能够减轻突触异常信号,有效恢复实验组小鼠的记忆障碍;其二,向脑膜注射 VEGF - C 蛋白,该蛋白能够促进淋巴管的生长与修复,改善脑脊液的引流。实验结果显示,接受 VEGF - C 治疗的老年小鼠,大脑皮层中抑制性突触的活动恢复至年轻小鼠的水平,同时在记忆测试中的表现也有了显著改善。

研究作者指出,通过针对大脑周围的类淋巴系统进行干预,老年小鼠的认知功能得到了有效改善。这一成果为预防、延缓年龄相关的认知功能下降提供了潜在的治疗策略,也为后续相关研究及临床应用带来了新的希望与方向。或许在不久的将来,人类能够借助这些研究成果,更好地应对大脑衰老及相关神经退行性疾病的挑战,让大脑重新焕发生机与活力 。

来源:人工智能学家

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