我们能逆转大脑的记忆衰退吗？
我们能逆转大脑的记忆衰退吗？
本文来自微信公众号：nextquestion（ID：gh_2414d982daee），作者：Aaron，编辑：Jiahui、EY，原文标题：《大脑可塑性影响记忆，如何借此逆转遗忘？》，题图来自：《超体》
记忆的形成，很大程度上受益于我们大脑的可塑性。当我们接触新事物时，大脑就会根据接触到的信息形成特定的神经元突触，从而记录新事物的信息，包括位置、颜色和气味等。随着年龄增加，大脑的可塑性降低，新的神经元突触生成受到抑制，对于新事物的记忆能力下降，同时以往的记忆也可能遗失。
以往的研究证实周围神经网络（PNNs）和大脑的可塑性有着密切的联系——周围神经网络是神经元表面上含有硫酸软骨素蛋白多糖的结构，和神经可塑性及大脑的记忆密切相关。
最新一篇发表于《分子精神病学》（Molecular Psychiatry）期刊的研究证实：周围神经网络中的4-硫酸软骨素（C4S）和6-硫酸软骨素（C6S）可以影响大脑可塑性，进而影响大脑记忆。
论文页面，图片来源：Molecular Psychiatry.文章网址：https://www.nature.com/articles/s41380-021-01208-9#article-info
简单来说，4-硫酸软骨素负责抑制神经可塑性，6-硫酸软骨素可以促进神经可塑性。在人类发育初期，我们会尽可能多地接触新事物从而形成新的神经突触，这时候6-硫酸软骨素水平高，大脑的可塑性更好；伴随成长，神经之间的链接趋向于稳定，这时候6-硫酸软骨素水平降低，人脑的可塑性也会降低，稳定性提高。但是年龄继续增加，6-硫酸软骨素会越来越低，这导致周围神经网络对于神经元生成形成抑制作用。
减轻周围神经网络对于神经元的抑制，是否可以逆转年龄带来的记忆衰退呢？该研究团队通过小鼠模型的认知实验，确认改变6-硫酸软骨素的水平可以逆转老年小鼠的记忆遗失，帮助老年小鼠维持了记忆水平。
6-硫酸软骨素水平升高改善记忆
本次研究主要通过年轻小鼠和衰老小鼠的记忆水平认知的对比，来确定6-硫酸软骨素水平对于记忆水平的影响。研究中一组小鼠为6个月龄，相当于人类16岁左右；另一组小鼠则是20个月龄，相当于人类55岁左右。通过记忆测试发现：20个月龄的小鼠出现了明显的记忆衰退的情况——6个月的小鼠在接触新物体6个小时后产生记忆，24小时后遗忘；20个月的小鼠在6个小时左右，就已经失去了对于新接触物体的记忆。
为了验证6-硫酸软骨素水平是否会影响到小鼠的记忆，研究人员通过腺病毒载体技术将20个月龄小鼠大脑中的6-硫酸软骨素水平恢复到了和6个月大的小鼠相同的水平——结果发现20个月龄衰老的小鼠，其记忆能力得到了恢复。证实6-硫酸软骨素水平升高可以改善记忆能力，同时也说明记忆的衰退并非不可逆。
和6个月龄的小鼠相比，20个月龄的衰老老鼠呈现出记忆衰退，图片来源：参考资料1
既然确定记忆恢复和6-硫酸软骨素的水平升高相关，那么接下来需要验证的则是记忆的遗失是否和6-硫酸软骨素的水平降低有关？或者说：6-硫酸软骨素水平的降低是否会导致记忆的遗失？
6-硫酸软骨素降低会使记忆能力下降吗？
如果6-硫酸软骨素水平降低导致记忆遗失，那么对于不同年龄段的小鼠来说，6-硫酸软骨素水平的降低应该都有着同样的作用，即造成小鼠的记忆障碍。
为了验证这一猜想，研究人员敲除了年轻小鼠体内和6-硫酸软骨素合成相关的chst3基因，使得小鼠体内的6-硫酸软骨素水平下降（4-硫酸软骨素的水平正常），4-硫酸软骨素/6-硫酸软骨素的比例增加。随后对小鼠进行了记忆认知测试。
正常小鼠在8~18周时记忆能力均正常，但是被敲除chst3基因的小鼠在第11周时已经出现了记忆缺陷，在第13周的时候，对于新事物的认知仅仅只能保留3个小时，证明敲除chst3基因的小鼠记忆在很早的时候就出现了衰退情况。
敲除chst3基因小鼠出现记忆衰退，图片来源：参考资料1
为了排除记忆遗失是6-硫酸软骨素水平的降低引起而非转基因技术的影响，研究人员通过给衰老小鼠注射AAV1- chst3基因载体表达chst3基因，将小鼠脑内的6-硫酸软骨素水平恢复到正常情况，结果小鼠的记忆水平也随之得到恢复，确认6-硫酸软骨素水平是记忆能力恢复的关键。
我们能逆转记忆衰退吗？
上面的实验已经证明恢复6-硫酸软骨素水平可以恢复小鼠记忆，如果让老年小鼠大脑内6-硫酸软骨素水平恢复到年轻小鼠水平，能够逆转记忆衰退吗？
研究人员将AAV1- chst3基因载体注射到老年小鼠的相应大脑部位5周后进行对应的记忆能力测试。
结果发现：20个月龄的衰老小鼠记忆水平得到了恢复，和正常年轻小鼠达到了相同的水平。这表明恢复衰老小鼠的6-硫酸软骨素水平可以逆转其因为衰老带来的记忆衰退。
chst3基因的过度表达促进了老年小鼠的记忆恢复，图片来源：参考资料1
通过以上研究证实：衰老的PNNs会导致记忆障碍，和6-硫酸软骨素水平的降低密切相关，通过恢复老年小鼠的6-硫酸软骨素的水平可以阻止记忆障碍的发生并帮助恢复老年动物的记忆。
研究的主要作者、来自剑桥大学 John van Geest 脑修复中心的 James Fawcett 教授说道：“目前该研究是在小鼠模型上进行，但人类大脑结构和大脑中的分子和啮齿动物相似，因此相同的机制在人类身上应该也会发挥作用。这一新的途径有望帮助人类防止老年时期的记忆丧失。”目前研究团队已经找到了一个潜在的药物，并正在积极推进相关的临床研究。
因为年龄带来的记忆障碍并非不可逆，通过合适的治疗方式或许可以帮助我们逆转年龄带来的记忆损失。不过记忆的保存和恢复可能受到多种机制的调控，这就需要我们进行进一步的研究和探索。
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