与年龄相关的衰退的神经连接

　　

   

   

Allauna Harrison，心理学和临床神经科学研究生;心理学助理教授Tae-Ho Lee;22岁的项目协调员Sammy Hong;以及人类发展助理教授Ben Katz，站用于大脑神经连接研究的功能性磁共振成像扫描仪前。    

2019年初春，社会、文化和环境研究所(ISCE)为社会科学研究人员举办了国家科学基金会职业研讨会。文理学院人类发展学助理教授Ben Katz和理学院心理学助理教授Tae-Ho Lee等人参加了当天的活动。刚被弗吉尼亚理工大学聘用的Lee教授已经开始与田纳西大学健康科学中心的助理教授Il Hwan Kim一起准备人类与动物的衰老项目。两人是在攻读学位期间合作多年的朋友，他们正在使用动物和人类模型，研究蓝斑回路在与年龄相关的认知能力下降中所起的作用。最初，Lee和Kim在啮齿类动物模型上设计了一种电路操纵方法来证明因果关系，“观察动物大脑中电路拯救前后的行为变化，”Lee说。

Lee和Kim在遇到Katz时，正在考虑加入一个额外的人类干预设计，该设计可能类似于动物回路救援模型。Katz的兴趣领域包括认知训练和与年龄相关的衰退。他们的相遇是偶然的。

三年后，Lee、Kim和Katz的团队为他们的研究“失去特异性:蓝斑位点在与年龄相关的注意力分散中的作用”从国家衰老研究所获得了5年380万美元的资助。具体来说，研究人员正在观察大脑中的注意力网络，目的是研究当一个人在分散注意力或有压力的环境中试图集中注意力时，这些网络如何相互连接或不连接。

其中一个重点区域集中在蓝斑，蓝斑在确定大脑中哪些神经资源需要参与某些认知过程中发挥作用，如决策和执行功能。另一个是突出网络，它是由遍布大脑的电路组成的，它们共同行动，决定处理哪些信息的优先级。两个网络之间的连接对成功的注意力处理至关重要，包括避免分心。

Katz说:“我们的目标是找到可能为与年龄有关的认知衰退的有效干预和项目提供信息的机制。我们的想法是能够在注意力分散的情况下识别和测量蓝斑位点和显著网络连接。我们还想看看患阿尔茨海默氏症或痴呆风险最高的人和非患阿尔茨海默氏症或痴呆风险最高的人之间是否存在连通性差异。”

这些网络自然会随着年龄的增长而衰退。Katz、Lee和Kim想要比较老年人和年轻人之间这两个网络的连通性，确定这是否对有患痴呆症风险的参与者有任何影响，并观察老年人在接受认知训练后的连接是否有所改善。

每个研究人员都有自己的专长。Lee说:“我对大脑回路，特别是蓝斑部位，如何优化行为，对环境做出反应很感兴趣。”“我发现蓝斑位点的功能随着年龄的增长而下降，因此其他随后的认知过程也随之退化。”大脑中的蓝斑位点网络与痴呆症的风险有关，但由于它的体积小，位于脑干，这是一个很难研究的领域。

Katz说:“观察这个区域，对蓝斑进行成像和分析，这实际上是一个非常小的感兴趣区域，在这方面获得良好的可用数据可能是具有挑战性的。但Tae-Ho是蓝斑部位成像的专家。”

神经生物学家Kim已经能够在啮齿类动物中定位蓝斑位点和突出网络之间的神经轨迹。Lee教授表示:“他是能直接改变特定区域之间的回路活动的罕见科学家。回路会导致行为改变，这证明了动物之间的因果关系。”这也是他们在人类身上的目标——为因果关系提供进一步的证据。

使用认知训练，相当于动物回路操纵和救援，比较训练前后蓝斑位点和突出网络之间的脑网络连接，将使Katz能够更好地推断因果关系，就像动物模型一样。

Katz说:“我们的想法是了解和确定神经生理机制，负责更好的注意力和抵抗干扰。这将帮助我们理解支持注意力差异的神经机制，然后让我们针对这些机制。这将把我们带入下一步。”

下一步就是干预。

研究人员指出，虽然一个人可能有患阿尔茨海默症的遗传风险，但这并不能保证他一定会得阿尔茨海默症。在这项研究中，他们想看看有风险的人和没有风险的人之间的连通性有什么不同。

到目前为止，干预措施还不能成功减缓或逆转与阿尔茨海默病相关的注意力下降。如果Lee、Katz和Kim能够找到导致与年龄相关的注意力能力下降的具体物理机制，这可能会为进一步研究减少这种能力下降的干预措施打开大门。

然而，有患阿尔茨海默氏症风险的个体并不是这一研究方向的唯一潜在目标。由于这项研究是关于注意力分散的，它影响着所有年龄段的人，他们的发现可能也与患有注意力缺陷障碍的儿童和成人有关。

---

---