打破35年来主流观点：树突棘头直径可以预测老年人的记忆

在人的一生中，记忆力会不同程度地衰退，使老年人丧失回忆个人经历的能力。这个渐进的、几乎不可避免的过程长期以来一直被假设为自然在大脑神经元衰老时从突触的关键组成部分树突棘中移除的结果。

伯明翰阿拉巴马大学和伊利诺斯州芝加哥拉什大学医学中心的研究人员发表在《科学进展》杂志上的一项研究提供了证据，证明对过去生活经历的保存是由老年突触的质量而不是数量来维持的。

“这是一个范例的打破，35年来，主流的教条是记忆衰退主要是由树突棘的丧失介导的，树突棘是突触的替代品。当我们从40岁到85岁的时候，树突棘和突触会自然消失，这是完全正常的。随着年龄的增长，这种自然的丧失会导致认知敏锐度的下降。然而，我们证明，即使存在突触损失，留下的突触也可以弥补这种损失。”Jeremy Herskowitz说

Herskowitz说，这有一个巨大的含义。“即使在老年人中，比如80岁、90岁或95岁的人，突触的形成仍然有足够的可塑性来保持记忆。这意味着一种重塑树突棘和突触的疗法可以极大地促进你随着年龄的增长或因阿尔茨海默病痴呆症而出现记忆障碍的人的记忆。”

这项研究是由拉什大学的宗教秩序研究和拉什记忆与衰老项目(ROSMAP)促成的。ROSMAP招收年龄在65岁或以上的天主教修女、神父和兄弟，他们在登记时没有已知的痴呆症。参与者每年接受医学和心理评估，并同意在死后捐献他们的大脑。

Herskowitz和他的同事研究了128名ROSMAP参与者的死后大脑样本。参与者在死亡时的平均年龄为90.5岁，认知表现得分和阿尔茨海默病相关的神经病理情况各不相同。他们每年都接受情景记忆、视觉空间能力/知觉取向、知觉速度、语义记忆和工作记忆的认知测试。该研究包括每个大脑的两个样本，一个来自颞叶皮层，颞叶皮层具有长期记忆的重要结构，另一个来自额叶前运动皮层。

在对大脑样本进行染色、拍摄薄片并对2157个神经元上的55,521个单独的树突棘进行三维数字重建之后，研究人员使用了两种统计方法，一种采用了创新的机器学习方法，以查看16种不同的脊柱形态学测量是否与17种不同的脑功能、年龄和阿尔茨海默病神经病理学测量中的任何一种相关。其中一项大脑功能测量是情景记忆——记住日常事件和过去个人经历的能力。

对于颞叶皮层的神经元，研究人员发现树突棘头直径，而不是棘的数量，在包含β-淀粉样斑块评分、神经原纤维缠结病理和性别的模型中，改善了对情景记忆的预测。头部直径越大，情景记忆表现越好，这支持了一个新出现的假设，即在颞叶皮层，突触强度比数量对老年人的记忆更重要。

Herskowitz说:“针对维持脊柱头部直径或突触强度的途径，而不是维持或产生新的脊柱或突触的途径，可能会对老年痴呆症临床前阶段的老年人产生更大的治疗效果。”

树突是神经元体的分支延伸，接收来自其他神经元的脉冲。每个树突可以有成千上万的小突起，称为棘。每根脊椎的头部都可以形成一个被称为突触的接触点，以接收来自另一个神经元轴突的脉冲。树突棘可以迅速改变形状或体积，同时形成新的突触，这一过程的一部分被称为大脑可塑性。产生或消除突触是大脑功能的基本机制。

收集数以万计的脊柱测量数据花了两年半的时间。赫斯科维茨说，这项艰苦的工作始于2019年，并在COVID-19大流行期间持续进行，因为UAB的研究人员在COVID-19的限制下工作。