大脑细胞有节奏地闪烁可能为阿尔茨海默病提供线索

光和声音脉冲帮助了易患该疾病的小鼠。研究人员希望研究在培养皿中创造的人类神经元的潜在疗法

Neurons thriving in a petri dish.

在培养皿中茁壮成长的神经元。为了创建这个样本,研究人员将一组皮肤细胞转化为干细胞,并使用化学混合物触发它们发育成神经元。

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具有讽刺意味的是,这种错综复杂的大脑细胞正在帮助科学家们理清一个更大的问题:如何帮助阿尔茨海默病患者。马萨诸塞州理工学院的研究员马修斯·维克多拍摄了这些在培养皿中被诱导产生的神经元,希望这种基本的脑组织能够揭示一种新的疗法为何可能缓解阿尔茨海默病的症状。

在人类和小鼠中,健康的记忆与高水平的同步神经元有关,这些神经元同时开启和关闭。患有阿尔茨海默病和帕金森病等神经系统疾病的人通常大脑细胞同步闪烁的次数较少。几年前,维克多的实验室负责人蔡立慧和她在麻省理工学院的团队发现,当他们用每秒 40 次的声音脉冲包围基因易患阿尔茨海默病的小鼠时,这些啮齿动物在与记忆相关的任务中表现更好。这些动物也

失去了一些淀粉样斑块,这是大脑中蛋白质沉积物,是该疾病的特征。研究人员之前进行了一项类似的研究,使用相同频率的闪烁光,发现当声音和光脉冲结合使用时,小鼠的病情得到了进一步改善。令人惊讶的是,小鼠神经元与每秒 40 次音频脉冲的节奏同步,尽管这种结果背后的机制以及这种转变改善症状的原因仍然是个谜。为了帮助解决这个问题,研究人员希望在细胞水平上观察脑组织对刺激物的反应。目标是有一天了解这种暴露疗法如何对人类起作用,因此该团队正在实验室中培养人类脑细胞,并对其进行工程改造,使其在没有眼睛和耳朵的情况下对声音和光做出反应。“我们正在尝试模仿小鼠的感官刺激,但缺少使其成为可能的许多硬件。所以这有点像黑客,”维克多说。


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这里描绘的蔓延的神经元最初是皮肤细胞,维克多将其还原为干细胞,然后使用关键遗传化学物质的混合物,诱导其成为基本的脑组织。希望如果实验室使用阿尔茨海默病患者的皮肤进行这种转化过程,最终的脑细胞将类似于受影响个体的实际大脑,并且可能以患者相同的方式对声音和光做出反应。维克多正在使用来自阿尔茨海默病患者的皮肤样本进行转化方案,这些患者也在死后提供了脑样本。他说,未来几个月他将对真实和培养皿中的脑细胞进行一些交叉比较。“一年或两年后再来问我,我保证会给你一个更好的答案!” 维克多补充道。

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