发现与年龄相关的记忆丧失有关的大脑机制

通过对老鼠的研究，约翰霍普金斯大学的神经科学家们已经确定了大脑中导致一种常见的与年龄有关的记忆丧失的机制。工作,发表于《当代生物学》这项研究揭示了大脑衰老的运作方式，并可能加深我们对阿尔茨海默病和人类类似疾病的理解。

“我们正试图理解正常的记忆，以及为什么大脑中被称为海马体的部分对正常记忆如此重要，”该大学的高级作者詹姆斯·克尼利姆教授说赞维尔·克里格精神/大脑研究所．“但对于许多记忆障碍来说，这个区域也出了问题。”

神经科学家们知道，位于大脑颞叶深处的海马体中的神经元负责一种互补的记忆功能，即模式分离和模式完成。这些功能在海马体中一个叫做CA3的小区域呈梯度分布。

在正常的大脑中，模式分离和模式完成协同工作，对感知和经验进行分类和理解，从最基本的到高度复杂的。如果您和家人一起去了一家餐厅，一个月后您和朋友去了同一家餐厅，您应该能够识别出这是同一家餐厅，即使一些细节发生了变化—这是模式补全。但是你也需要记住哪一次对话发生在什么时候，这样你就不会混淆这两种经历——这是模式分离。

当这些功能失去平衡时，记忆就会受损，导致健忘或重复自己说的话等症状。约翰·霍普金斯大学的研究小组发现，随着大脑年龄的增长，这种不平衡可能是由CA3梯度消失引起的;模式分离功能逐渐消失，取而代之的是模式完成功能。

精神/大脑研究所的助理研究科学家，主要作者Heekyung Lee说，负责模式分离的神经元通常在CA3区的近端区域更普遍，而负责模式完成的神经元则普遍在远端区域。随着年龄的增长，近端区域的神经活动变得过度活跃，两个区域之间的相互作用变得异常，从而在模式完成方面占据主导地位。

当模式分离消失时，模式完成将压倒整个过程。在餐馆的例子中，你的大脑可能会集中在餐馆的共同经历上，而忽略了不同次访问的细节，这导致你记住了一次访问期间发生的对话，但却错误地记得是谁在说话。“我们都会犯这些错误，但随着年龄的增长，这些错误往往会变得更严重，”Knierim说。

在实验中，研究人员将记忆未受损的年轻大鼠与两组老年大鼠进行了比较:一组记忆未受损，一组记忆受损。当记忆未受损的老年大鼠和年轻大鼠一样完成水迷宫任务时，它们海马体CA3区域的神经元已经开始以模式分离为代价，支持模式完成。由于这一生理上的发现并没有在它们的行为中体现出来，研究人员得出结论，某种原因使大鼠能够弥补这种缺陷。

研究人员说，这一发现在那些进入老年后仍保持惊人敏锐的人身上得到了呼应。因此，精确定位记忆丧失机制可以为研究如何预防某些人的记忆障碍，以及如何预防或延缓老年人的认知能力下降奠定基础。

“如果我们能更好地理解这些补偿机制是什么，那么也许我们可以帮助防止随着年龄增长而出现的认知能力下降，”Knierim说。“或者，如果我们不能阻止它，也许我们可以增强大脑的其他部分来弥补正在发生的损失。”

这篇论文的其他资深作者是心理学和神经科学教授Michela Gallagher，以及约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的生物统计学教授Scott Zeger。Gallagher的实验室之前证明了抗癫痫药物左乙拉西坦可以改善记忆力通过减少海马体的过度活跃。因此，李还推测，关于记忆障碍如何发生的这个新的、更具体的信息可能会让科学家们在未来更好地瞄准这些药物来治疗缺陷。

她说:“这将使我们更好地控制我们可能在哪些方面削减赤字。”

这篇论文的其他合著者是Zitong Wang、Arjuna Tillekeratne、Nick Lukish和Vyash Puliyadi，他们都来自约翰霍普金斯大学。