2024年1月17日 星期三

記憶痕跡神經元:小鼠模型中的記憶恢復探索

圖片來源:維基百科

 

運動員(如美式足球、拳擊)常常會有頭部撞擊的問題。根據一項由美國國立衛生研究院資助的研究,有些美式足球球員在一個賽季中可能會經歷1,400至1,500次的頭部撞擊,這相當於平均每次練習大約6次、每場比賽大約14次的頭部撞擊,但對於像是前鋒和中鋒這樣的位置,這一數字可能會更高。

有多項研究指出,美式足球隊員經歷的頭部撞擊與記憶缺失有關。這些研究顯示,長期參與碰撞運動,如美式足球,可能會導致大腦發炎,這種發炎與記憶和注意力相關區域的功能下降有關。例如,約翰霍普金斯大學的一項研究通過對前NFL球員進行大腦掃描和認知評估,發現這些前運動員在學習和記憶測試中表現較差,他們大腦中與免疫細胞相關的蛋白質(TSPO)水平也較高。

另一項研究通過對退役NFL球員進行大腦掃描並讓他們完成一系列認知測試,發現這些球員在認知任務上的表現輕微下降,但他們的大腦需要更加努力工作才能達到與非足球員相同的結果。這表明長期的頭部撞擊可能會影響大腦功能,特別是與推理和計劃相關的前額皮質區域。

所以,儘管有戴護具,研究的結果支持了有關美式足球隊員因頭部撞擊而導致記憶損失的擔憂,顯示出這種運動對大腦健康的長期影響。

但是,這個記憶缺失是否有辦法治療呢?最近的一項研究顯示,可能可以。

研究團隊測試了44隻TRAP2/Ai32轉殖小鼠(之所以使用牠們,是因為在這些小鼠中,可以特定地標記並視覺化位於大腦的海馬迴(Hippocampus)記憶形成時活躍的神經元。),其中23隻被分配到對照組,21隻被分配到高頻率頭部撞擊(HFHI)組(小鼠性別未說明)。這些小鼠被用於研究記憶痕跡神經元的生物學特性及其在HFHI情況下的變化。

小鼠經過恐懼條件訓練(fear conditioning)後,研究團隊進行記憶痕跡標記。這些小鼠隨後被分配到對照組或高頻率頭部撞擊(HFHI)組。記憶回憶測試在訓練後的第10天進行,即頭部撞擊後的第5天。這是為了允許ChR2-EYFP的充分表現,以便於在電生理實驗中視覺化記憶痕跡神經元。研究發現,即使經歷了HFHI,小鼠的記憶仍可通過光遺傳學刺激來恢復。因此,實驗顯示,在接受雷射照射後約5天,有些小鼠的部分記憶得到了恢復,但並非所有小鼠的記憶都恢復。

所以,因重複撞擊造成的記憶受損是可以恢復的。當然,用雷射感覺有點恐怖,所以研究團隊正在開發侵入性較低的療法。不過,或許我們也需要更好的護具?

參考文獻:

Brittany Sauser。2020/10/1。Analyzing Hard Hits on the Football Field。MIT Technology Review。

Kristen Crocker。2023/11/30。BRAIN SCANS OF FORMER NFL PLAYERS SHOW LASTING IMPACT OF COLLISION SPORTS。Johns Hopkins University。

Hampshire, A., MacDonald, A. & Owen, A. Hypoconnectivity and Hyperfrontality in Retired American Football Players. Sci Rep 3, 2972 (2013). https://doi.org/10.1038/srep02972

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