睡眠质量差与阿尔茨海默氏症蛋白质的有毒积聚、记忆力减退有关
睡眠可能是阿尔茨海默氏症拼图中缺失的一块。
加州大学伯克利分校(UC)的科学家们发现了令人信服的证据，证明睡眠质量差——尤其是缺乏保存记忆所需的深度、恢复性睡眠——是引发阿尔茨海默病的β -淀粉样蛋白攻击大脑长期记忆的通道。
“我们的研究结果揭示了阿尔茨海默病可能导致晚年记忆力下降的新途径，”加州大学伯克利分校神经科学教授马修·沃克说，他是这项研究的资深作者，该研究将发表在该杂志上自然神经科学．
过量的β -淀粉样蛋白沉积是阿尔茨海默病病理的关键疑点，阿尔茨海默病是一种由脑细胞逐渐死亡引起的致命形式的痴呆症。婴儿潮一代出现前所未有的老龄化浪潮，预计将使阿尔茨海默病成为世界上增长最快、最令人衰弱的公共健康问题之一。阿尔茨海默病已被诊断出4000多万人。
沃克说，研究结果的好消息是，睡眠不佳是可以治疗的，可以通过锻炼、行为疗法，甚至是在睡眠中放大脑电波的电刺激来改善，这种技术已经成功地应用在年轻人身上，以提高他们的夜间记忆。
“这一发现带来了希望，”他说。“睡眠可能是一种新的治疗目标，可以对抗老年人甚至痴呆症患者的记忆障碍。”
这项研究是由加州大学伯克利分校的神经科学家布莱斯·曼德和阿尔茨海默病的主要专家威廉·雅古斯特共同领导的。该团队已经获得了美国国立卫生研究院的一项重大拨款，用于进行纵向研究，以测试他们的假设，即睡眠是阿尔茨海默病的早期预警信号或生物标志物。
虽然这一领域的大多数研究都依赖于动物实验对象，但这项最新研究的优势在于，雅古斯特是加州大学伯克利分校海伦威尔斯神经科学研究所、公共卫生学院和劳伦斯伯克利国家实验室联合任命的教授。
Jagust说:“在过去的几年里，睡眠、β -淀粉样蛋白、记忆力和阿尔茨海默病之间的联系越来越紧密。”“我们的研究表明，这种β -淀粉样蛋白沉积可能会导致一个恶性循环，在这个恶性循环中，睡眠会进一步受到干扰，记忆力会受损。”
研究人员利用脑成像和其他诊断工具的强大组合，对26名未被诊断为痴呆症的老年人进行了研究，寻找睡眠质量差、记忆力差和β -淀粉样蛋白的有毒积累之间的联系。
“我们收集的数据非常有暗示意义，这两者之间存在因果关系，”该研究的第一作者、沃克指导的睡眠与神经成像实验室的博士后研究员曼德说。“如果我们通过干预来改善睡眠，也许我们可以打破这种因果链。”
在阿尔茨海默氏症患者和报告睡眠障碍的人身上都发现了β -淀粉样蛋白的积聚。此外，2013年罗切斯特大学的一项研究发现，小鼠的脑细胞会在非快速眼动睡眠(非快速眼动睡眠)期间收缩，为脑脊液腾出空间，以洗掉β -淀粉样蛋白等有毒代谢物。
沃克说:“睡眠有助于在夜间洗去有毒蛋白质，防止它们积聚并潜在地破坏脑细胞。”“它为大脑提供了一种能量净化。”
具体来说，研究人员观察了大脑内侧额叶中β -淀粉样蛋白的数量如何损害深度非快速眼动睡眠，我们需要这种睡眠来保留和巩固基于事实的记忆。
在之前的一项研究中，曼德、雅古斯特和沃克发现，在非快速眼动睡眠期间产生的强大脑电波在将记忆从海马体(支持信息的短期存储)转移到额叶皮层的长期存储中起着关键作用。在老年人中，大脑额叶区域的退化与睡眠质量差有关。
在这项最新的研究中，研究人员使用正电子发射断层扫描(PET)扫描来测量大脑中β -淀粉样蛋白的积累;功能性磁共振成像(fMRI)用于测量记忆任务期间大脑的活动;测量睡眠时脑电波的脑电图仪;和统计模型来分析所有的数据。
有毒的蛋白质，β -淀粉样蛋白(右图红色部分)的大量沉积与睡眠不足有关，可能正在为阿尔茨海默病铺平道路。左侧显示的是得益于深度睡眠脑电波和缺乏β -淀粉样蛋白的大脑。由布莱斯·曼德，马修·沃克提供
这项研究对26名年龄在65岁至81岁之间的老年人进行了研究，他们没有表现出痴呆或其他神经退行性疾病、睡眠或精神疾病的现有证据。首先，他们每个人都接受了PET扫描，以测量大脑中β -淀粉样蛋白的水平，之后他们被要求记忆120个单词对，然后测试他们对其中一部分的记忆程度。
研究参与者睡了8个小时，在此期间脑电图测量他们的脑电波。第二天早上，当他们回忆剩下的单词对时，用功能磁共振成像扫描他们的大脑。在这一点上，研究人员追踪了海马体的活动，记忆在转移到前额叶皮层之前暂时存储在那里。
沃克说:“你在一夜好眠后记得越多，你对海马体的依赖就越少，而对大脑皮层的使用就越多。”“这就相当于从电脑硬盘的安全存储位置检索文件，而不是从u盘的临时存储位置。”
总的来说，研究结果表明，内侧额叶皮层中β -淀粉样蛋白水平最高的研究参与者睡眠质量最差，因此，在第二天早上的记忆测试中表现最差，有些人忘记了前一天记忆的一半以上的信息。
沃克说:“你大脑某些部位的β -淀粉样蛋白越多，你的深度睡眠就越少，因此，你的记忆力就越差。”“此外，你的深度睡眠越少，你清除这种坏蛋白质的效率就越低。这是一个恶性循环。
“但我们还不知道这两个因素中的哪一个——糟糕的睡眠或不良的蛋白质——最初开始了这个循环。哪根手指是弹开第一张多米诺骨牌，引发连锁反应的?”沃克说。
这就是研究人员在未来五年内跟踪一组新的老年人时将确定的。
曼德说:“这是一条将阿尔茨海默病与记忆丧失联系起来的新途径，这是一条重要的途径，因为我们可以对此做些什么。”
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出版
沃克议员et al。β-淀粉样蛋白破坏人类NREM慢波和相关的海马体依赖记忆巩固。自然神经科学，2015年6月1日在线发表。doi: 10.1038 / nn.4035
