中國科技網(wǎng)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月17日報(bào)道，美國得克薩斯大學(xué)休斯敦衛(wèi)生科學(xué)中心（UTHealth）神經(jīng)科學(xué)家利用一種數(shù)學(xué)模型，預(yù)測了海蝸牛的腦神經(jīng)細(xì)胞會(huì)在何時(shí)投入學(xué)習(xí)，并通過一套訓(xùn)練方案重新訓(xùn)練這些細(xì)胞，使模擬記憶功能減退的海蝸牛神經(jīng)元的連接恢復(fù)到近乎正常水平。這一成果在治療與腦功能紊亂（如老年癡呆癥等）有關(guān)的記憶減退方面邁出了重要一步。相關(guān)論文4月17日發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上。
海蝸牛也叫加利福尼亞海兔，它們的神經(jīng)系統(tǒng)比較簡單，但神經(jīng)細(xì)胞的性質(zhì)卻和人類等高級(jí)物種非常類似。新實(shí)驗(yàn)以研究小組去年的一項(xiàng)研究為基礎(chǔ)，當(dāng)時(shí)他們開發(fā)出一套記憶提高方案，能使健康海蝸牛的長期記憶有明顯改善。
論文合著者、UTHealth醫(yī)學(xué)院博士張伊利（音譯）開發(fā)出一種數(shù)學(xué)模型，能預(yù)測海蝸牛的大腦在準(zhǔn)備學(xué)習(xí)時(shí)，腦細(xì)胞在什么時(shí)間發(fā)生了生化反應(yīng)。這一模型以5個(gè)訓(xùn)練階段為基礎(chǔ)，這5個(gè)階段可排列在不同時(shí)間，間隔5到50分鐘，由此可形成1萬種不同的訓(xùn)練課程表，并能找出最協(xié)調(diào)的課程表以達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。
“按照邏輯，下一個(gè)問題就是能否用這種方法來克服記憶缺失。”論文高級(jí)作者、UTHealth醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物與解剖部主席約翰·伯恩說，“記憶的形成是由于不同神經(jīng)元之間連接強(qiáng)度的改變，在許多與記憶缺失有關(guān)的疾病中，這種改變能力出現(xiàn)了障礙?！睘榱藱z驗(yàn)這種方法，論文合著者、UTHealth醫(yī)學(xué)院高級(jí)研究員劉榮宇（音譯）從海蝸牛腦中提取了感知細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，并遏制了其中一種能產(chǎn)生記憶蛋白的基因的活性，使神經(jīng)元在連接強(qiáng)度上大大受損，以此模仿一種紊亂性腦疾。神經(jīng)元的連接強(qiáng)度負(fù)責(zé)長期記憶的形成。
他們按照數(shù)學(xué)模型的預(yù)測，每隔一段時(shí)間就給細(xì)胞使用一種化學(xué)物質(zhì)，以模擬5個(gè)訓(xùn)練階段，結(jié)果這些受損細(xì)胞的連接強(qiáng)度恢復(fù)到了近乎正常水平。
“雖然還有很多工作有待完成，我們已經(jīng)證明了新方案在幫助克服記憶缺失方面的可行性。”伯恩說，“如果能識(shí)別出人腦中類似的生化反應(yīng)，就可能把這套方法用于人類。研究結(jié)果表明，這是治療認(rèn)知功能障礙的一種新方案。數(shù)學(xué)模型有助于設(shè)計(jì)治療方法，把訓(xùn)練計(jì)劃和傳統(tǒng)的藥物治療協(xié)調(diào)組合以達(dá)到最優(yōu)效果。這兩種方法結(jié)合能提高藥物治療的效果，至少能彌補(bǔ)部分藥效或避免副作用，在治療個(gè)體學(xué)習(xí)與記憶缺陷方面更具普適性?！保ǔ｛惥?/p>
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