老年人常會(huì)迷失方向，主要有疾病和年齡增加兩方面原因所致。近日，研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，老年人隨著年歲增加導(dǎo)航能力逐漸退化，可能與大腦中樞神經(jīng)皮質(zhì)中的網(wǎng)格細(xì)胞缺陷有關(guān)。
圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
德國神經(jīng)退行性疾病研究中心(DZNE)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可能的原因，解釋了老年人為何會(huì)空間定向困難。在老年人大腦中的導(dǎo)航中心區(qū)域，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)異常不穩(wěn)定的活動(dòng)。研究結(jié)果發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)為檢測(cè)阿爾茨海默氏癥開辟新的途徑。
空間定位和導(dǎo)航是人類思維最復(fù)雜的能力之一。為了引導(dǎo)我們以目標(biāo)導(dǎo)向的方式穿越空間，人類的大腦必須處理大量的信息（從視覺刺激到肌肉系統(tǒng)提供的線索，再到我們自身的平衡感等），然而，隨著年齡的增長(zhǎng)，這些技能會(huì)日漸退化，直至嚴(yán)重影響到我們的獨(dú)立性和生活質(zhì)量。
“當(dāng)你在一個(gè)陌生的環(huán)境中走動(dòng)時(shí)，迷路是完全正常的。不過這種情況更多的發(fā)生在老年人身上。到目前為止，我們對(duì)這些導(dǎo)航問題的潛在神經(jīng)元機(jī)制還知之甚少，”該論文通訊作者、DZNE的研究員Matthias Stangl說，“為此我們假設(shè)，導(dǎo)航問題的出現(xiàn)或許與神經(jīng)元中所謂的網(wǎng)格細(xì)胞有關(guān)。即導(dǎo)航處理的一個(gè)主要部分是由這些位于大腦中樞神經(jīng)皮質(zhì)的特殊神經(jīng)元—網(wǎng)格細(xì)胞單元完成的。”
在虛擬現(xiàn)實(shí)和真實(shí)空間中
為了驗(yàn)證這一假設(shè)，Stangl及其同事對(duì)41名健康的年輕人和老年人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：“年輕”組由20名年齡在19至30歲之間的參與者組成， “老年”組包括年齡介于63至81歲的21位參與者。兩組中都有男性和女性。
實(shí)驗(yàn)將功能性磁共振成像（fMRI）和虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合在一起：參與者必須通過計(jì)算機(jī)生成的景物進(jìn)行導(dǎo)航，然后監(jiān)控他們適時(shí)的大腦活動(dòng)模式；第二個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試“路徑集成”的能力：在此設(shè)置中，參與者沿著預(yù)定的曲線路徑移動(dòng)。到中途站點(diǎn)時(shí)，他們必須盲估所處位置與起點(diǎn)之間的距離和方向。由于這個(gè)測(cè)試是在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中進(jìn)行的，因此它對(duì)真實(shí)空間和虛擬環(huán)境中都進(jìn)行了測(cè)試。
發(fā)射模式不穩(wěn)定
“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考慮到了各個(gè)方面，結(jié)果證實(shí)了年輕的參與者在導(dǎo)航方面做得更好，這與之前的研究一致。此外，我們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)航性能下降和網(wǎng)格細(xì)胞活動(dòng)缺陷之間存在聯(lián)系，”DZNE高級(jí)科學(xué)家兼主管Thomas Wolbers教授說。“在比較年輕人和老年人時(shí)，網(wǎng)格細(xì)胞的發(fā)射方式不同，具體來說，老年人隨著時(shí)間的推移發(fā)射模式不太穩(wěn)定，表明這些大腦回路在老年時(shí)期會(huì)受到損害，這可能就是許多老年人深受導(dǎo)航困擾的原因。”
Wolbers補(bǔ)充道：“網(wǎng)格細(xì)胞不僅在導(dǎo)航中，還在其他認(rèn)知功能中扮演著重要角色，因此，我們的發(fā)現(xiàn)可能表明了老年癡呆癥的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制，這不僅可以提供對(duì)衰老引起的神經(jīng)生理學(xué)變化的深入了解，還能幫助設(shè)計(jì)由年齡增加導(dǎo)致認(rèn)知能力下降的治療方法。”
癡呆的早期征兆？
盡管健康成年人也可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)航技能的弱化，但這種下降被認(rèn)為是阿爾茨海默癥最早出現(xiàn)的癥狀之一。
“評(píng)估導(dǎo)航性能與網(wǎng)格細(xì)胞功能之間的關(guān)聯(lián)可能有助于阿爾茨海默病和其他神經(jīng)退行性疾病的早期診斷，”Wolbers說。 “為此，有必要開發(fā)診斷方法來區(qū)分由年齡增加引起的導(dǎo)航能力下降和由疾病導(dǎo)致的衰退，這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，但我們的研究結(jié)果為今后的研究奠定了基礎(chǔ)。”
參考文獻(xiàn)：
Getting lost: Why older people might lose their way：New clues on why our sense of direction tends to fade with age
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