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睡眠依赖性低频全脑活动可清除阿尔茨海默病相关毒素积聚!

研究人员可能已经发现了一种潜在的标志物,通过非侵入性影像学测试来临床评估患阿尔茨海默病的风险。研究人员称,这一发现可能对这种导致认知能力显著下降的疾病的诊断和治疗具有启示意义。

宾夕法尼亚州立大学官网6月1日消息

宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University,PSU)的 Xiao Liu 及其同事于 2021 年 6 月 1 日在开放获取期刊《公共科学图书馆:生物学》 (PLOS Biology )上发表的研究中提出了睡眠依赖性低频 (<0.1 Hz) 全脑活动在清除阿尔茨海默病相关毒素积聚方面的证据。与高危人群和患者相比,这种神经元活动与健康对照的脑脊液流动更密切相关,这些发现可以作为临床医生评估患者的潜在影像学标志物。

研究于2021年6月1日发表在《PLOS Biology》(最新影响因子:7.076)杂志上

阿尔茨海默病的发展被认为是由大脑中有毒β-淀粉样蛋白 和 tau 蛋白的积累所驱动的。大脑的类淋巴系统(glymphatic)在清除这些毒素方面起着至关重要的作用,之前的工作表明睡眠依赖的全脑活动与类淋巴系统之间可能存在关系,因为这种活动与类淋巴系统必不可少的脑脊液流动相耦合。

研究人员使用阿尔茨海默病神经影像学计划(Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative,ADNI)中的 118 名受试者,测量了这种大脑活动和脑脊液流量,大脑活动可以通过血氧水平依赖(Blood Oxygen Level-Dependent ,BOLD)信号进行无创测量,并查看了行为数据。个体每隔两年接受静息态功能磁共振成像(fMRI ),该团队将他们的发现与与阿尔茨海默病相关的神经生物学和神经心理学标志物进行比较,例如毒性蛋白β-淀粉样蛋白的水平。

大脑活动与脑脊液流动之间的联系强度在风险较高或已经患上阿尔茨海默病的个体中较弱。此外,这种较弱的联系与两年后较高水平的β-淀粉样蛋白和疾病相关行为指标有关。这表明睡眠依赖的全脑活动在清除脑废物方面发挥着重要作用,它与脑脊液流动的联系可能有助于作为未来临床评估的标志物。

Liu 博士补充说:“该研究将静息状态大脑活动和脑脊液流动之间的耦合与阿尔茨海默病病理联系起来。这一发现突出了低频 (<0.1 Hz) 静息状态神经和生理动力学的潜在作用在神经退行性疾病中,大概是由于它们依赖睡眠驱动脑脊液流动以清除大脑毒素。未来的研究有必要充分了解全脑活动和相关的生理调节及其在类淋巴清除和神经退行性疾病中的作用。”

参考文献

Source:PLOS Biology

Coupled brain activity, cerebrospinal fluid flow could indicate Alzheimer's risk

Reference:

Feng Han, Jing Chen, Aaron Belkin-Rosen, Yameng Gu, Liying Luo, Orfeu M. Buxton, Xiao Liu. Reduced coupling between cerebrospinal fluid flow and global brain activity is linked to Alzheimer disease–related pathology. PLOS Biology, 2021; 19 (6): e3001233 DOI: 10.1371/journal.pbio.3001233

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