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研究產(chǎn)生了治愈人類(lèi)記憶的微小目標(biāo)

2021-08-06 09:22

通過(guò)記錄人腦中的單個(gè)神經(jīng)元，研究人員找到了癲癇患者記憶障礙的原因和恢復(fù)記憶的潛在途徑。

西達(dá)賽奈醫(yī)學(xué)中心官網(wǎng)8月3日消息

西達(dá)賽奈（Cedars－Sinai）醫(yī)學(xué)中心的研究人員已經(jīng)確定了一組腦細(xì)胞，當(dāng)這些細(xì)胞受到癲癇影響時(shí)，會(huì)導(dǎo)致患有特定類(lèi)型的稱(chēng)為顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）的疾病的患者出現(xiàn)記憶障礙。

這一發(fā)現(xiàn)可以提供一種方法來(lái)衡量包括藥物和深部腦刺激（DBS）在內(nèi)的記憶恢復(fù)療法的有效性。這也可能是恢復(fù)患有各種腦部疾病的患者失去的記憶的一步。該研究近日在線(xiàn)發(fā)表在《癲癇》（Epilepsia）雜志上。

研究于2021年7月21日發(fā)表在《Epilepsia》（最新影響因子：5．864）雜志上

美國(guó)有超過(guò) 300 萬(wàn)人患有癲癇，這是一種癲癇性疾病，大腦會(huì)經(jīng)歷異常的電信號(hào)爆發(fā)。在顳葉癲癇患者中，這些脈沖集中在大腦的兩個(gè)腦葉中的一個(gè)，這個(gè)腦葉位于頭骨中靠近耳朵的位置。

由于顳葉保留了長(zhǎng)期記憶，而且即使在成功治療癲癇發(fā)作后，患者的記憶問(wèn)題通常仍然存在，因此專(zhuān)家懷疑癲癇發(fā)作會(huì)損害大腦回路。為了了解情況是否如此，研究人員記錄了 62 名癲癇患者的顳葉中單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，其中 37 名患有顳葉癲癇。

這些患者通過(guò)手術(shù)將電極插入他們的大腦以確定他們癲癇發(fā)作的焦點(diǎn)，研究人員添加了額外的更小的電極來(lái)監(jiān)測(cè)單個(gè)神經(jīng)元的電活動(dòng)，這些神經(jīng)元的寬度小于人類(lèi)頭發(fā)的寬度，同時(shí)患者進(jìn)行視覺(jué)記憶測(cè)試。

“這是在單細(xì)胞水平上研究和理解人腦的非常難得和特殊的機(jī)會(huì)，” Cedars－Sinai神經(jīng)外科、神經(jīng)病學(xué)和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)教授 Ueli Rutishauser 博士說(shuō)，“單神經(jīng)元記錄是我們?cè)?Cedars－Sinai 使用的獨(dú)特技術(shù)，這是我們與患者合作并觀察他們工作中的神經(jīng)元的難得機(jī)會(huì)�！�

Ueli Rutishauser博士

為了能使這項(xiàng)研究收集到足夠的數(shù)據(jù)，Rutishauser 及其同事與多倫多大學(xué)（University of Toronto）的神經(jīng)外科醫(yī)生Taufik A． Valiante（醫(yī)學(xué)博士）合作，將更多患者納入多機(jī)構(gòu)BRAIN Initiative聯(lián)盟，在單細(xì)胞水平上研究人類(lèi)記憶，該聯(lián)盟由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）資助，Cedars－Sinai領(lǐng)導(dǎo)的。

患者查看了他們之前從未看過(guò)的 100 張圖像，然后在休息后再次顯示其中的 50 張圖像，外加 50 張新圖像。在觀察過(guò)程中，研究人員記錄了兩種類(lèi)型的神經(jīng)元的活動(dòng)，這些神經(jīng)元負(fù)責(zé)記憶的兩個(gè)不同方面。

視覺(jué)選擇性神經(jīng)元將圖像分類(lèi)�！八麄冋f(shuō)它是一種動(dòng)物、一棵樹(shù)或一張臉，這些特征是建立記憶的基礎(chǔ)，”Rutishauser 說(shuō)，他也是神經(jīng)科學(xué)理事會(huì)主席和Cedars－Sinai神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)中心臨時(shí)主任。

與此同時(shí)，記憶選擇性神經(jīng)元會(huì)發(fā)出一個(gè)人之前是否見(jiàn)過(guò)風(fēng)景、物體或人的信號(hào)。Rutishauser說(shuō)：“當(dāng)你覺(jué)得你認(rèn)識(shí)一個(gè)人，但不知道為什么，或者想不起他的名字時(shí)，就說(shuō)明了這種效應(yīng)�！�

癲癇發(fā)作始于大腦右半球的患者，這對(duì)視覺(jué)記憶很重要，他們的視覺(jué)選擇性神經(jīng)元表現(xiàn)出正�；顒�(dòng)，并且可以將他們看到的圖像分類(lèi)為動(dòng)物、車(chē)輛、食物、人或建筑物。然而，他們的記憶選擇性神經(jīng)元的活動(dòng)受到了損害，他們很難記住自己以前看到過(guò)哪些高可信度的圖像。

在癲癇發(fā)作開(kāi)始于左半球的患者的大腦中，這對(duì)語(yǔ)言記憶和語(yǔ)言技能很重要，這兩種類(lèi)型的神經(jīng)元表現(xiàn)正常，并且患者在視覺(jué)測(cè)試的兩個(gè)部分都表現(xiàn)良好。

“仍有待回答的一個(gè)問(wèn)題是，如果你使用語(yǔ)言記憶測(cè)試，你是否會(huì)發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)作在左側(cè)的患者的記憶選擇性細(xì)胞中存在記憶缺陷和不同行為，”醫(yī)學(xué)博士 Adam Mamelak 說(shuō)。Cedars－Sinai 的神經(jīng)外科和該研究的合著者， “如果是這樣，那將是非常重要的。”

Adam Mamelak博士

另一個(gè)懸而未決的問(wèn)題是，這些差異是否與大腦優(yōu)勢(shì)有關(guān)。Rutishauser說(shuō)，80％的人有左側(cè)優(yōu)勢(shì)，這項(xiàng)研究沒(méi)有包括足夠多的患者來(lái)確定，在一小部分右側(cè)優(yōu)勢(shì)的人中，記憶缺陷是否更可能出現(xiàn)在左半球。

下一步，Rutishauser 及其同事正試圖通過(guò)優(yōu)先影響記憶選擇性神經(jīng)元的電刺激來(lái)挽救癲癇患者的記憶。

“現(xiàn)在我們有了一個(gè)目標(biāo)，”他說(shuō)�！拔覀冇欣碛上嘈�，將這些神經(jīng)元的活動(dòng)與大腦的‘θ波節(jié)律’相一致是可能的。這是一種與記憶有關(guān)的節(jié)律，這可能是一種挽救它們功能的方法，幫助患者恢復(fù)以前無(wú)法恢復(fù)的記憶�！�

Rutishauser 說(shuō)，如果這可行，那么同樣的技術(shù)可以在患有其他疾病的患者身上進(jìn)行研究，包括阿爾茨海默病。

創(chuàng)立于1902年的西達(dá)賽奈醫(yī)學(xué)中心

參考文獻(xiàn)

Source：Cedars Sinai

StudyYields Tiny Targets for Healing Human Memory

Reference：

Lee， SJ，Beam， DE， Schjetnan， AGP， Paul， LK， Chandravadia， N， Reed， CM， et al．Single－neuron correlate of epilepsy－related cognitive deficits in visualrecognition memory in right mesial temporal lobe． Epilepsia． 2021； 00： 1– 12．https：／／doi．org／10．1111／epi．17010

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