- 研究者らは、ラットの認知機能低下の背後にある神経メカニズムを調査しました。
- 彼らの研究は、ニューロンレベルで加齢に伴う影響を経験しているにもかかわらず、一部の高齢者は認知機能の低下に強い可能性があることを示唆しています。
- 研究者らは、これらの代償メカニズムのさらなる研究が、加齢に伴う認知機能低下の治療法の開発に役立つ可能性があると結論付けました。
研究によると、記憶に関与する脳の領域である海馬は、パターンの分離とパターンの完成という2つの補完的なプロセスを実行します。
パターンの完成は、一部の詳細が変更された場合でも、1か月後にそこに戻ったときにその場所を訪れたことを覚えている機能として説明できます。一方、パターン分離とは、訪問のたびにどの会話が発生したかを記憶しており、それらを互いに混同しないことです。
人間と齧歯動物が年をとるにつれて、それらのパターン分離能力
CA3ネットワークの記憶への影響を直接研究することで、研究者は加齢に伴う記憶の問題を改善するための治療法を開発することができます。ごく最近、研究者はこのCA3ネットワークが若齢および老齢ラットの記憶能力にどのように影響するかを研究しました。
研究者は、彼らの脳がパターン分離の欠陥を示したとしても、いくつかの老齢のラットが記憶課題において若いラットと同様に機能することができることを発見しました。
研究はで公開されました
ラットでの研究
この研究では、研究者は4匹の若いラット（3〜6か月齢）と14匹の古いラット（22〜26か月齢）を入手しました。まず、ラットは水迷路で行動試験を受けました。
その後、研究者がCA3脳領域の外側の端を監視できるように、ハイパードライブインプラント手術を受けました。
その後、彼らは水迷路タンク内の水中脱出プラットフォームを見つけるために8日間訓練されました。迷路の中で6回ごとに「プローブトライアル」と見なされ、最初の30秒間は脱出プラットフォームが含まれていませんでした。
研究者は、これらのプローブ試行中のラットの平均検索近接スコアを使用して、学習指数を計算しました。スコアが240を超えるマウスは「老化した記憶障害」に分類され、学習指数が240未満のマウスは「老化した記憶障害」に分類されました。
次に、研究者は、採餌セッション、円形トラックトレーニング、およびさらなる水迷路テスト中のラットの認知能力をさらに分析しました。
予想通り、彼らは、高齢の記憶障害のある高齢のラットは、若いラットよりもさまざまなタスクでパフォーマンスが悪く、これは海馬のCA3領域の特定の部分の活動亢進に対応していることを発見しました。
しかし、彼らはまた、老齢の記憶障害のないラットのいくつかは、兆候を示したにもかかわらず、若いラットと同様に機能することを発見しました彼らのCA3地域における同じ変化の。
基礎となるメカニズム
調査結果を説明するために、研究者らは、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経学的状態では、閾値を超えるまで行動障害はほとんどないことに注目しました。
彼らは、迷路スコアが若いラットと最も障害のある古いラットのスコアの間の連続体で発生したことを考えると、これがいくつかの古いラットが若いラットと同様に機能した理由を説明するかもしれないと言いました。
根本的なメカニズムについて尋ねられたとき、ジョンホプキンス大学のKnierimLabのHeekyungLeeは、研究の筆頭著者であり、抑制性ニューロンが役割を果たす可能性があるとMedicalNewsTodayに語った。
「抑制性ニューロンの数は、海馬の年齢とともに減少します。以前の研究[…]は、海馬の複数のサブ領域の抑制性ニューロンが記憶障害のない（AU）および記憶障害のある（AI）老齢ラットの両方で減少する一方で、特に歯状回サブ領域の門の抑制性ニューロンがAIで減少することを示しました。しかし、AUラットではありません。」リーは説明した。
「歯状回と近位CA3、パターン分離計算をサポートする2つのサブ領域の間に、複雑なフィードフォワード接続とフィードバック接続があることは注目に値します。興奮と抑制のバランスは、ネットワークのダイナミクスにおいて重要な役割を果たします」と彼女は付け加えました。
「[老化した]ラット[記憶障害のない]で考えられる補償メカニズムの1つは、[脳の]門領域のみに抑制性ニューロンを保存することで、加齢に伴う興奮抑制性の不均衡を克服し、パターン分離を促進できる可能性があることです。」
— Heekyung Lee、研究著者
博士MITスローン経営大学院の神経科学者兼教授であるTaraSwartBieberは、神経可塑性も役割を果たす可能性があるとMNTに語った。
「神経可塑性（生涯を通じて脳を再配線する能力）は、この補償を支えるメカニズムである可能性があります。後の人生では難しくなりますが、弱くなった経路を迂回できる新しい接続を確立することは可能です。 […]また、脳卒中や脳外科手術の後、人々は完全に回復することができます」と彼女は言いました。
次のステップ
研究者らは、加齢に伴う認知機能の低下をどのように防ぐかを理解するために、老化した記憶障害のあるラットの代償メカニズムを理解するために、さらなる研究が必要であると結論付けました。
リーは、将来の研究の方向性について尋ねられたとき、ニューロンのさまざまなサブタイプを決定することが標的療法の鍵になるだろうと述べました。
「抑制性ニューロンが老化に対して脆弱である理由を理解するための将来の研究は、海馬の抑制性を高めて加齢に伴う記憶の問題を改善する治療戦略を発見するのに役立ちます。」
— Heekyung Lee、研究著者
「さらに、抑制性ニューロンにはさまざまなサブタイプがあり、各サブタイプの機能的特異性を理解することで、標的を絞った介入が可能になります」と彼女は付け加えました。
博士ビーバーはまた、高齢者がより効率的に年齢を管理するのに役立つ可能性のある生活習慣の研究も、これらの代償メカニズムの理解を向上させる可能性があると述べました。
加齢に伴う記憶力の低下を防ぐことについてより一般的に尋ねられたとき、博士。ビーバーは言った：
「あなたの人生を通して新しい学習をすること、それはあなたの脳を変えるのに十分な注意力があります。例えば、新しい言語、スポーツ、楽器などを学ぶことはあなたが成人期にあなたの脳のためにできる最善のことです。」
