老年人常會迷失方向,主要有疾病和年齡增加兩方面原因所致。近日,研究人員通過實驗發(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)。
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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)了一個異常不穩(wěn)定的活動。研究結(jié)果發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。從長遠來看,這些發(fā)現(xiàn)可能會為檢測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,這些技能會日漸退化,直至嚴(yán)重影響到我們的獨立性和生活質(zhì)量。
“當(dāng)你在一個陌生的環(huán)境中走動時,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,我們對這些導(dǎo)航問題的潛在神經(jīng)元機制還知之甚少,”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)實和真實空間中
為了驗證這一假設(shè),Stangl及其同事對41名健康的年輕人和老年人進行了實驗:“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。
實驗將功能性磁共振成像(fMRI)和虛擬現(xiàn)實結(jié)合在一起:參與者必須通過計算機生成的景物進行導(dǎo)航,然后監(jiān)控他們適時的大腦活動模式;第二個實驗測試“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。到中途站點時,他們必須盲估所處位置與起點之間的距離和方向。由于這個測試是在兩個實驗當(dāng)中進行的,因此它對真實空間和虛擬環(huán)境中都進行了測試。
發(fā)射模式不穩(wěn)定
“實驗設(shè)計考慮到了各個方面,結(jié)果證實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)胞活動缺陷之間存在聯(lián)系,”DZNE高級科學(xué)家兼主管Thomas Wolbers教授說。“在比較年輕人和老年人時,網(wǎng)格細(xì)胞的發(fā)射方式不同,具體來說,老年人隨著時間的推移發(fā)射模式不太穩(wěn)定,表明這些大腦回路在老年時期會受到損害,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關(guān)鍵機制,這不僅可以提供對衰老引起的神經(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:
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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