2013年11月4日

人變老記憶一定衰退嗎?

哥倫比亞大學的研究人員,在剔除年老小鼠一個因老化而引起健忘的基因後,就改善了記憶問題。

作者/江建勳(任教輔仁大學全人教育中心)

遺忘長久被接受作為逐漸老化的一部份,但也可能不一定如此。科學家表示他們已經在大腦鑑定出一個重要的生物機制,會引起因年齡增長而記憶消退的問題,任何人在活了幾十年後,都會因記憶力衰退而受到挫折,像是「我的車停在哪裡?」以及「我為何在此?」等問題常發生在生活中。

最新的研究發表於《科學轉譯醫學》期刊,對此種遺忘與阿茲海默氏症引發的失憶不同,提供實驗證據進一步支持這個想法,同時對我們可能有一天可預防,或甚至反轉與年齡相關記憶衰退的問題提供論點。阿茲海默氏症的早期階段與典型因年齡增長而記憶喪失的情況難以分辨,當一位親人開始忘記名字、臉孔、約會或其他細節時,等待正確診斷的期間讓人徒生煩惱。目前的研究,由哥倫比亞大學神經精神疾病學家艾瑞克‧ 肯德爾(Eric Kandel)領導,他對於記憶的研究獲得2000年的諾貝爾生理∕醫學獎,此研究可能有一天會對典型遺忘情況發展出診斷試驗,可協助排除罹患早期之阿茲海默氏症(在更確定的症狀開始出現前),並讓那些開始發生記憶缺失的人們不會產生焦慮的情緒。

由神經學的觀點而言,阿茲海默氏症及與年齡有關之記憶下降情況同時開始發生於海馬(hippocampus),這是大腦裡的一個構造, 會將短期記憶轉變成長期記憶,但是阿茲海默氏症引起的問題開始於海馬內稱為「內鼻皮質」(entorhinal cortex)的部分,然後擴展至大腦其他部位,然而與年齡有關的記憶衰退似乎主要影響海馬的「齒狀回」(dentate gyrus),而目前的活體組織研究認為後者大部分並未發生於阿茲海默氏症病患身上。

在科學家第一階段的研究中,肯德爾與其同事檢查8 位最近死亡的病人大腦,年齡介於33 歲至88 歲間,他們並未發生任何神經異常疾病。研究人員檢視只發生在齒狀回中,並與老化徵象相符的基因活性改變,在17 個可能有作用的基因中他們發現一個製造蛋白質RbAp48 的基因,在老年人大腦齒狀回裡,此種蛋白質的量遠低於其他蛋白質,因此這個基因可能是讓記憶衰退的候選者。

大腦組織的檢驗結果在RhAp48 數量下降與記憶低下間建立了一種相關性,但是研究人員仍然無法得知,是否蛋白質量減少是記憶衰退背後的原始原因,或是否兩者同時存在只是簡單的偶發結果。為回答此問題,研究人員以基因工程方法踢除RhAp48 基因的小鼠,測試其記憶問題。

小鼠並不會罹患阿茲海默氏症,但是的確會因老化而記憶下降。科學家發現年老小鼠也經歷齒狀回中RhAp48 蛋白質減少的相關情況。與同年齡的非基改小鼠比較,經過基因改變具有RhAp48 缺陷的年輕小鼠,會產生記憶問題與年老非基改小鼠所呈現之情況類似;牠們在水迷宮試驗裡脫逃的本領較同齡正常小鼠差,而且無法分辨新舊事物的差異。

下一步,研究人員恢復記憶自然下降年老小鼠RhAp48 的量,藉著給予牠們一個含有促進蛋白質生成的基因物質的病毒,並在此時測試這群年老小鼠。哥倫比亞大學阿茲海默氏症研究主任及研究論文的合作者史考特‧ 史莫爾(Scott Small)說:牠們的記憶幾乎與年輕小鼠一樣好,整合所有結果突顯出,在某些程度上,年齡增長使記憶喪失的背後的確與RhAp48 的量下降有關。

阿茲海默氏症造成記憶衰退是因大腦細胞死亡,此情況不會反轉,然而在與年齡有關的遺忘上並未出現,相反地,科學家解釋:後者齒狀回中的神經元沒有完全死亡,而是「生病」以及「簡單地只是無法照常的溝通」。該實驗提供證據證明大腦細胞在齒狀回中由於正常老化而不互相溝通,但是可能由於重新引入RhAp48 基因時得到解決,而此情況能挽救某些記憶衰退的問題。

並非每一個人都認同阿茲海默氏症與年齡有關的記憶下降是完全不同的毛病,其他科學家如美國紐約西奈山醫院阿茲海默氏症研究副主任山謬爾‧ 甘地(Samuel Gandy)卻認為,以下想法可能仍然有價值:即老年遺忘及阿茲海默氏症是退化作用的一部份。他指出一篇發表於2012 年Nature 期刊的知名研究,冰島的科學家發現某一基因的突變,似乎會同時保護人們來對抗阿茲海默氏症及與年齡相關的認知下降。

雖然肯德爾同意可能有多重因素造成記憶下降,但是他的研究提出強有力的證據證明RhAp48 的量減少是一個主要原因,而且發生於所有人,不論他們是否罹患阿茲海默氏症。除了澄清阿茲海默氏症與老年人記憶下降間具有差異外,哥倫比亞大學的研究對與年齡相關的記憶喪失治療,打開一條新的探索之路。最近幾年有幾個研究已經指出,不管是喝紅酒或進行智力訓練,這每一件事皆成為可能預防認知功能下降的方法,但仍然未知的是:為何RhAp48 因年齡增長而減少?以及這些治療方法是否可能預防記憶衰退?但是藉一些試驗,如智力訓練對齒狀回功能的作用是否有良好影響等,研究人員可藉以更精確地認定何種方法有效,而何者無效。不過科學家已證實,其實有一種可治療記憶衰退的方法。史莫爾主任表示,「一般人會問有無任何介入方式可改善齒狀回的效能?而事實上有些項目具有作用,那就是運動。」若要以藥物治療或神經治療方法,來促進在齒狀回中RbAp48 的製造,仍是有發展的可能。

對於已經84 歲的肯德爾教授而言,他也感覺到自己在記憶上產生某些衰退,但是在智力上仍然可維持正常,因此他不斷嘗試從事新工作為的是要保護他的認知能力。【更詳細的內容,請參閱第527期科學月刊】

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