研究产生了治愈人类记忆的微小目标

通过记录人脑中的单个神经元，研究人员找到了癫痫患者记忆障碍的原因和恢复记忆的潜在途径。

西达赛奈医学中心官网8月3日消息

西达赛奈（Cedars－Sinai）医学中心的研究人员已经确定了一组脑细胞，当这些细胞受到癫痫影响时，会导致患有特定类型的称为颞叶癫痫 （temporal lobe epilepsy，TLE） 的疾病的患者出现记忆障碍。

这一发现可以提供一种方法来衡量包括药物和深部脑刺激（DBS）在内的记忆恢复疗法的有效性。这也可能是恢复患有各种脑部疾病的患者失去的记忆的一步。该研究近日在线发表在《癫痫》（Epilepsia）杂志上。

研究于2021年7月21日发表在《Epilepsia》（最新影响因子：5．864）杂志上

美国有超过 300 万人患有癫痫，这是一种癫痫性疾病，大脑会经历异常的电信号爆发。在颞叶癫痫患者中，这些脉冲集中在大脑的两个脑叶中的一个，这个脑叶位于头骨中靠近耳朵的位置。

由于颞叶保留了长期记忆，而且即使在成功治疗癫痫发作后，患者的记忆问题通常仍然存在，因此专家怀疑癫痫发作会损害大脑回路。为了了解情况是否如此，研究人员记录了 62 名癫痫患者的颞叶中单个神经元的活动，其中 37 名患有颞叶癫痫。

这些患者通过手术将电极插入他们的大脑以确定他们癫痫发作的焦点，研究人员添加了额外的更小的电极来监测单个神经元的电活动，这些神经元的宽度小于人类头发的宽度，同时患者进行视觉记忆测试。

“这是在单细胞水平上研究和理解人脑的非常难得和特殊的机会，” Cedars－Sinai神经外科、神经病学和生物医学科学教授 Ueli Rutishauser 博士说，“单神经元记录是我们在 Cedars－Sinai 使用的独特技术，这是我们与患者合作并观察他们工作中的神经元的难得机会。”

Ueli Rutishauser博士

为了能使这项研究收集到足够的数据，Rutishauser 及其同事与多伦多大学（University of Toronto）的神经外科医生Taufik A． Valiante（医学博士）合作，将更多患者纳入多机构BRAIN Initiative联盟，在单细胞水平上研究人类记忆，该联盟由美国国立卫生研究院（NIH）资助，Cedars－Sinai领导的。

患者查看了他们之前从未看过的 100 张图像，然后在休息后再次显示其中的 50 张图像，外加 50 张新图像。在观察过程中，研究人员记录了两种类型的神经元的活动，这些神经元负责记忆的两个不同方面。

视觉选择性神经元将图像分类。“他们说它是一种动物、一棵树或一张脸，这些特征是建立记忆的基础，”Rutishauser 说，他也是神经科学理事会主席和Cedars－Sinai神经科学与医学中心临时主任。

与此同时，记忆选择性神经元会发出一个人之前是否见过风景、物体或人的信号。Rutishauser说：“当你觉得你认识一个人，但不知道为什么，或者想不起他的名字时，就说明了这种效应。”

癫痫发作始于大脑右半球的患者，这对视觉记忆很重要，他们的视觉选择性神经元表现出正常活动，并且可以将他们看到的图像分类为动物、车辆、食物、人或建筑物。然而，他们的记忆选择性神经元的活动受到了损害，他们很难记住自己以前看到过哪些高可信度的图像。

在癫痫发作开始于左半球的患者的大脑中，这对语言记忆和语言技能很重要，这两种类型的神经元表现正常，并且患者在视觉测试的两个部分都表现良好。

“仍有待回答的一个问题是，如果你使用语言记忆测试，你是否会发现癫痫发作在左侧的患者的记忆选择性细胞中存在记忆缺陷和不同行为，”医学博士 Adam Mamelak 说。Cedars－Sinai 的神经外科和该研究的合著者， “如果是这样，那将是非常重要的。”

Adam Mamelak博士

另一个悬而未决的问题是，这些差异是否与大脑优势有关。Rutishauser说，80％的人有左侧优势，这项研究没有包括足够多的患者来确定，在一小部分右侧优势的人中，记忆缺陷是否更可能出现在左半球。

下一步，Rutishauser 及其同事正试图通过优先影响记忆选择性神经元的电刺激来挽救癫痫患者的记忆。

“现在我们有了一个目标，”他说。“我们有理由相信，将这些神经元的活动与大脑的‘θ波节律’相一致是可能的。这是一种与记忆有关的节律，这可能是一种挽救它们功能的方法，帮助患者恢复以前无法恢复的记忆。”

Rutishauser 说，如果这可行，那么同样的技术可以在患有其他疾病的患者身上进行研究，包括阿尔茨海默病。

创立于1902年的西达赛奈医学中心

参考文献

Source：Cedars Sinai

StudyYields Tiny Targets for Healing Human Memory

Reference：

Lee， SJ，Beam， DE， Schjetnan， AGP， Paul， LK， Chandravadia， N， Reed， CM， et al．Single－neuron correlate of epilepsy－related cognitive deficits in visualrecognition memory in right mesial temporal lobe． Epilepsia． 2021； 00： 1– 12．https：／／doi．org／10．1111／epi．17010

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