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德克萨斯大学休斯敦卫生科学中心:“训练”细胞可逆转大脑记忆减退
来源:物理学家组织网 | 作者:常丽君 | 2013/4/21 12:40:23 | 浏览:1259 | 评论:0

  美国德克萨斯大学休斯敦卫生科学中心(UTHealth)神经科学家利用一种数学模型,预测了海蜗牛的脑神经细胞会在何时投入学习,并通过一套训练方案重新训练这些细胞,使模拟记忆功能减退的海蜗牛神经元的连接恢复到近乎正常水平。这一成果在治疗与脑功能紊乱(如老年痴呆症等)有关的记忆减退方面迈出了重要一步。相关论文4月17日发表在《神经科学杂志》上。

  海蜗牛也叫加利福尼亚海兔,它们的神经系统比较简单,但神经细胞的性质却和人类等高级物种非常类似。新实验以研究小组去年的一项研究为基础,当时他们开发出一套记忆提高方案,能使健康海蜗牛的长期记忆有明显改善。

  论文合著者、UTHealth医学院博士张伊利(音译)开发出一种数学模型,能预测海蜗牛的大脑在准备学习时,脑细胞在什么时间发生了生化反应。这一模型以5个训练阶段为基础,这5个阶段可排列在不同时间,间隔5到50分钟,由此可形成1万种不同的训练课程表,并能找出最协调的课程表以达到最佳学习效果。

  “按照逻辑,下一个问题就是能否用这种方法来克服记忆缺失。”论文高级作者、UTHealth医学院神经生物与解剖部主席约翰·伯恩说,“记忆的形成是由于不同神经元之间连接强度的改变,在许多与记忆缺失有关的疾病中,这种改变能力出现了障碍。”为了检验这种方法,论文合著者、UTHealth医学院高级研究员刘荣宇(音译)从海蜗牛脑中提取了感知细胞进行培养,并遏制了其中一种能产生记忆蛋白的基因的活性,使神经元在连接强度上大大受损,以此模仿一种紊乱性脑疾。神经元的连接强度负责长期记忆的形成。

  他们按照数学模型的预测,每隔一段时间就给细胞使用一种化学物质,以模拟5个训练阶段,结果这些受损细胞的连接强度恢复到了近乎正常水平。

  “虽然还有很多工作有待完成,我们已经证明了新方案在帮助克服记忆缺失方面的可行性。”伯恩说,“如果能识别出人脑中类似的生化反应,就可能把这套方法用于人类。研究结果表明,这是治疗认知功能障碍的一种新方案。数学模型有助于设计治疗方法,把训练计划和传统的药物治疗协调组合以达到最优效果。这两种方法结合能提高药物治疗的效果,至少能弥补部分药效或避免副作用,在治疗个体学习与记忆缺陷方面更具普适性。”

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