癫痫发作和记忆问题可能有一个共同的原因

【字体: 时间:2021年12月10日 来源:JNeurosci

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  威斯康星大学麦迪逊分校的研究发现,大脑中调节过度活跃的部分受损会导致记忆问题和最常见的癫痫发作。这项研究可能为癫痫的早期诊断,治疗癫痫和其他症状相同的疾病(如阿尔茨海默病、创伤性脑损伤和自闭症谱系障碍)提供新的方法。

  

威斯康星大学麦迪逊分校的研究发现,大脑中调节过度活跃的部分受损会导致记忆问题和最常见的癫痫发作。研究结果最近发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上。

颞叶癫痫以大脑学习和记忆中心的癫痫发作为特征,在美国340万癫痫患者中,有超过一半的人受到影响。颞叶的一个叫做齿状回的部分,长期以来一直被认为是一个门——通过选择哪些模式的脑细胞是活跃的,哪些是沉默的,来帮助管理大脑活动。

每个记忆的独特特征可能是微妙的——从你欣赏的特定艺术,不同的朋友的经历,甚至一天的时间——但它们对指导特定的回忆是重要的。研究人员怀疑齿状回有助于区分相似的记忆,差不多保留所有的记忆,以防止混淆。“你可以把每一种模式想象成代表一种记忆,其中一个图案代表你第一次参观艺术博物馆。另一个类似的图案将代表你第二次去博物馆。”安东尼·马达尔(Antoine Madar)说。他在威斯康辛大学麦迪逊分校攻读博士学位时,在神经科学教授马特·琼斯(Matt Jones)的实验室里进行了这项研究,现在是芝加哥大学的博士后研究员。

“在癫痫中,齿状回会发生巨大的线路重组。一些细胞死亡,一些新的神经元和神经元之间的新连接被添加在错误的地方,”马达尔说。“这与健康的齿状回有很大的不同。”这种重新连接,以及每个细胞内的分子变化,导致癫痫发作。但目前还不清楚齿状回的重组对记忆有什么影响。

研究人员对威斯康辛大学医学院和公共卫生癫痫监测中心的患者进行了研究,要求他们进行图像识别测试。这些测试显示,与年龄和性别相似的健康人士相比,他们在区分记忆相似方面存在困难。研究人员还研究了一种患有癫痫的小鼠模型,并通过将它们反复释放到一个有一对相同物体的场地来测试它们的记忆力。每当一只小鼠回到场地,其中一个物体就会被移动到不同的位置。正常的小鼠注意到了,并表现得好像有些不同,他们花了额外的时间来探索这个位于新位置的物体。患有癫痫的小鼠对任何物体都没有表现出偏好;他们表现得好像什么都没有改变,把新情况和旧情况的记忆混淆在一起。

为了寻找这种混乱的原因,马达尔检测了从接受记忆测试的小鼠的脑组织。通过一系列特定的电脉冲刺激作为齿状回输入的神经纤维,并记录了齿状回输出处神经元活动的模式。

在健康小鼠中,齿状回网络将相似的输入模式转化为易于识别的输出活动模式。输入模式模拟了不同但相似的记忆。在患有癫痫的小鼠身上,这个过程被打破了,患病神经元的一个子集没有完成分离模式的工作,不再通过电极传递单一的脉冲,而是传递连发的脉冲。

琼斯说:“我们想知道,导致记忆问题的齿状回功能缺陷是否同时导致了这些癫痫发作的易感性。”“这种不正常的活动会导致过度兴奋,这就是癫痫发作的原因。”

这项新研究得到了麦迪逊莉莉癫痫研究基金的支持,它提高了我们对记忆机制的理解,将齿状回的生物功能与避免记忆混乱的能力联系起来。这可能会为癫痫患者和以记忆受损或癫痫发作为特征的类似疾病患者提供更好的治疗,特别是如果新的发现有助于研究人员区分受损的脑细胞和保留正常功能的脑细胞。

马达尔说:“识别专门针对病理神经元的标记物,可以使治疗癫痫和记忆症状的副作用比目前的抗癫痫药物更少。”因为记忆问题通常发生在癫痫发作之前,导致癫痫的诊断,它们可以被用来更早地诊断病人。

琼斯说:“以一个头部受伤的人为例:他们可以定期评估自己的记忆力,就像我们使用的那样,使用廉价的、非侵入性的计算机测试。”“如果他们开始出现进展性缺陷,临床医生可以提出治疗方案,以确保他们不会首次发作。”

这项研究可能有助于癫痫的早期诊断,并可能为治疗癫痫和其他症状相同的疾病(如阿尔茨海默病、创伤性脑损伤和自闭症谱系障碍)提供新的方法



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