作为一个高度复杂的器官,大脑每天会处理海量信息,这也让大脑累积了大量的代谢废物。如果这些“垃圾”不及时清除,将会引发炎症反应和神经损伤,对注意力、认知、记忆等大脑功能造成破坏。
早在2012年,神经科学家Maiken Nedergaard揭示了一种特殊的大脑类淋巴系统。当个体进入深度睡眠状态,脑脊液就会在特定通道内有节律地“冲刷”,代谢废物也会随之逐渐转运出大脑。有研究曾发现,阿尔茨海默病(AD)的风险因素之一,β淀粉样蛋白也能被脑脊液带走。这也是充足、高质量睡眠对预防AD具有帮助的原因。
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除了睡眠不足,衰老也会对大脑类淋巴系统造成负面影响,比如脑脊液流量下降、围绕大脑的脑膜淋巴管功能衰退。当脑膜淋巴管出现问题时,脑脊液的引流就会受阻,大脑内部的“垃圾”也无法及时清理。
最近,来自圣路易斯华盛顿大学的研究团队发现,小鼠的脑膜淋巴管受损会导致严重的记忆力下降。这种损伤会对大脑造成一系列的连锁反应,比如打破神经元突触的兴奋/抑制性平衡,增加小胶质细胞的炎症反应。
这些综合性的变化不仅会导致记忆障碍,更可能为AD、帕金森病的发生埋下隐患。而恢复脑膜淋巴管的健康功能可以逆转小鼠的记忆衰退,有望成为治疗神经退行性疾病的一种全新干预方向。相关研究已经发表在《细胞》杂志上。
为了模拟类淋巴系统功能受损的情况,研究者通过手术阻断了小鼠脑膜淋巴管的引流功能,随后这些小鼠被安排参与了多项记忆任务。在“新物体识别”任务中,正常小鼠能够记住之前见过的物体,并且对新出现的物体表现出更多的探索兴趣。而实验组小鼠则无法区分新旧物体,表现出了记忆障碍现象;在水迷宫测试中,实验组小鼠找到隐藏平台的时间要显著慢于正常小鼠,并且没有探索新空间的偏好。这说明空间记忆也有所损伤。
而造成这一现象的原因,是小鼠大脑中的兴奋-抑制平衡被破坏了。正常情况下,神经元通过兴奋性和抑制性信号来传递信息,这两种信号的平衡对于大脑的正常功能至关重要。研究人员通过电生理实验发现,脑膜淋巴管受损小鼠的抑制性突触的活性显著降低。具体来说,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没有明显变化。这种抑制性信号的减弱可能导致了记忆障碍的发生。
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