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(guò)實(shí)驗發(fā)現，老年人隨著(zhù)年歲增加導航能力逐漸退化，可能與大腦中樞神經(jīng)皮質(zhì)中的網(wǎng)格細胞缺陷有關(guān)。
圖片來(lái)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航中心區域，他們發(fā)現了一個(gè)異常不穩定的活動(dòng)。研究結果發(fā)表在《當代生物學(xué)》雜志上。從長(cháng)遠來(lái)看，這些發(fā)現可能會(huì )為檢測阿爾茨海默氏癥開(kāi)辟新的途徑。
空間定位和導航是人類(lèi)思維最復雜的能力之一。為了引導我們以目標導向的方式穿越空間，人類(lèi)的大腦必須處理大量的信息（從視覺(jué)刺激到肌肉系統提供的線(xiàn)索，再到我們自身的平衡感等），然而，隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，這些技能會(huì )日漸退化，直至嚴重影響到我們的獨立性和生活質(zhì)量。
“當你在一個(gè)陌生的環(huán)境中走動(dòng)時(shí)，迷路是完全正常的。不過(guò)這種情況更多的發(fā)生在老年人身上。到目前為止，我們對這些導航問(wèn)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(shuō)，“為此我們假設，導航問(wèn)題的出現或許與神經(jīng)元中所謂的網(wǎng)格細胞有關(guān)。即導航處理的一個(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)格細胞單元完成的。”
在虛擬現實(shí)和真實(shí)空間中
為了驗證這一假設，Stangl及其同事對41名健康的年輕人和老年人進(jìn)行了實(shí)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(shí)驗將功能性磁共振成像（fMRI）和虛擬現實(shí)結合在一起：參與者必須通過(guò)計算機生成的景物進(jìn)行導航，然后監控他們適時(shí)的大腦活動(dòng)模式；第二個(gè)實(shí)驗測試“路徑集成”的能力：在此設置中，參與者沿著(zhù)預定的曲線(xiàn)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)測試是在兩個(gè)實(shí)驗當中進(jìn)行的，因此它對真實(shí)空間和虛擬環(huán)境中都進(jìn)行了測試。
發(fā)射模式不穩定
“實(shí)驗設計考慮到了各個(gè)方面，結果證實(shí)了年輕的參與者在導航方面做得更好，這與之前的研究一致。此外，我們發(fā)現了導航性能下降和網(wǎng)格細胞活動(dòng)缺陷之間存在聯(lián)系，”DZNE高級科學(xué)家兼主管Thomas Wolbers教授說(shuō)。“在比較年輕人和老年人時(shí)，網(wǎng)格細胞的發(fā)射方式不同，具體來(lái)說(shuō)，老年人隨著(zhù)時(shí)間的推移發(fā)射模式不太穩定，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航困擾的原因。”
Wolbers補充道：“網(wǎng)格細胞不僅在導航中，還在其他認知功能中扮演著(zhù)重要角色，因此，我們的發(fā)現可能表明了老年癡呆癥的一個(gè)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，還能幫助設計由年齡增加導致認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 )出現導航技能的弱化，但這種下降被認為是阿爾茨海默癥最早出現的癥狀之一。
“評估導航性能與網(wǎng)格細胞功能之間的關(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(shuō)。 “為此，有必要開(kāi)發(fā)診斷方法來(lái)區分由年齡增加引起的導航能力下降和由疾病導致的衰退，這是一項具有挑戰性的任務(wù)，但我們的研究結果為今后的研究奠定了基礎。”
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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