抑制大腦炎癥的藥物可能能夠減緩甚至逆轉隨著年齡增長而引起的認知能力下降。在第一項新的研究中，美國加州大學伯克利分校整合生物學教授Daniela Kaufer博士和以色列班古里昂大學的Alon Friedman博士及其同事們報道給予一種這樣的藥物的老年小鼠出現大腦炎癥的跡象更少，并且能夠更好地學習新的任務，幾乎與年齡只有它們一半的小鼠一樣熟練。相關研究結果近期發表在Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Blood-brain barrier dysfunction in aging induces hyperactivation of TGFβ signaling and chronic yet reversible neural dysfunction”。
圖片來自Alon Friedman and Daniela Kaufer。
論文通訊作者、加州大學伯克利分校整合生物學教授Daniela Kaufer說，“我們傾向于用看待神經退化的方式來看待年老的大腦：衰老涉及功能喪失和細胞死亡。但是我們的新數據從一種不同的角度說明年老大腦為何運作不佳：這正是因為這種炎癥負荷（inflammatory load）的‘迷霧（fog）’。但是，當移除這種炎癥迷霧（inflammatory fog）時，年老的大腦在幾天之內就像年輕的大腦一樣。就大腦存在的可塑性而言，這是一個非常非常樂觀的發現。我們可以逆轉大腦衰老。”
這種在小鼠身上的治療成功支持了一種全新的觀點，即是什么導致了經常伴隨衰老而來的精神錯亂和癡呆。越來越多的研究表明，隨著年齡的增長，阻止血液中的分子或傳染性有機體滲入到大腦中的過濾系統（即所謂的血腦屏障）出現滲漏，這就使得導致嚴重和一連串細胞死亡的化學物進入到大腦中。根據Friedman的磁共振成像（MRI）研究，在70歲以后，將近60％的成年人具有出現滲漏的血腦屏障。
在第二項新的研究中，Kaufer、Friedman和班古里昂大學的Dan Milikovsky及其同事們發現由滲漏的血腦屏障引起的炎癥迷霧改變了小鼠大腦的正常節律，導致了類似微癲癇發作的事件，即海馬體內正常節律的短暫停頓，這可能會產生在諸如阿爾茨海默病之類的退化性腦部疾病中出現的一些癥狀。腦電圖（EEG）顯示，在患有癲癇和認知功能障礙(包括阿爾茨海默病和輕度認知障礙)的人群中，也存在類似的腦波干擾或陣發性慢波事件。相關研究結果近期發表在Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Paroxysmal slow cortical activity in Alzheimer’s disease and epilepsy is associated with blood-brain barrier dysfunction”。
總之，這兩篇論文為醫生們提供了兩種生物標志物---可通過MRI檢測到的血腦屏障滲漏和可通過EEG檢測到的異常大腦節律---可用于指示存在血腦屏障問題的人，以及可減緩或逆轉這些后果的潛在藥物。
Kaufer說，“我們如今有兩種生物標志物可以準確地告訴你血腦屏障在哪里出現滲漏，因此你可以選擇要治療的患者并決定多長時間給藥。你可以遵從用藥方案，當血腦屏障滲漏被治愈后，就不再需要這種藥物了。”
血腦屏障
長期以來，科學家們一直猜測滲漏的血腦屏障至少會在大腦損傷后造成一些組織損傷，并會隨著年齡的增長而導致某些腦力下降。但是沒人知道這如何實現的。
然而，在2007年，Friedman和Kaufer將這些問題與一種稱為白蛋白的血液蛋白聯系在一起。在2009年，他們發現白蛋白在大腦遭受創傷后滲入到大腦中時，會與稱為星形膠質細胞的腦細胞中的TGF-β（TGF-β）受體結合。這會引發一系列的炎癥反應，損害其他腦細胞和神經回路，從而導致下降的神經元抑制作用和增加的神經元興奮性以及癲癇發作傾向。
他們還在小鼠中發現，用抗高血壓藥洛沙坦（losartan）阻斷TGF-β受體可阻止大腦創傷后的癲癇發作。癲癇是腦震蕩的常見后果。隨后的研究揭示了在腦卒中、創傷性腦損傷和足球腦震蕩后出現血腦屏障滲漏，這就將白蛋白和過度激活的TGF-β受體與這些創傷造成的損傷牢固地聯系在一起。
在這兩項的新研究中，Kaufer and Friedman發現，將白蛋白引入大腦中可以在一周之內使得年輕小鼠的大腦在過度興奮性和癲癇易感性方面看起來像年老的小鼠。這些用白蛋白治療的小鼠也像年老的小鼠一樣難以走出迷宮。
Kaufer說，“當我們將白蛋白注入到年輕小鼠的大腦時，我們在以下方面重現了大腦的衰老：基因表達、炎癥反應、對誘發性癲癇的適應性、癲癇發作后的死亡率和在迷宮中的表現。當我們記錄它們的大腦活動時，我們發現了這些陣發性慢波事件。所有的這一切都局限于我們注入白蛋白的位點。因此，這樣做就足以得到這種非常年輕的大腦的衰老表型。”
在他們對到達老年的小鼠進行基因改造使得它們的星形膠質細胞中的TGF-β受體被成功敲除之后，這些年老小鼠的大腦看起來變得年輕了。這些小鼠對誘發性癲癇的抵抗力與年輕小鼠一樣，并且像年輕小鼠一樣學會了走出迷宮。
加州帕洛阿爾托市的化學藥劑師Barry Hart無意間提出合成一種僅阻斷星形膠質細胞中的TGF-β受體和能夠穿越血腦屏障的小分子藥物。當他們給年老小鼠服用一種稱為IPW的藥物時，服用的藥物劑量使得它們的TGF-β受體活性水平降低到了年輕小鼠中的水平，結果這些年老小鼠的大腦也看起來變得年輕了。它們表現出類似于年輕大腦的基因表達、減少的炎癥和改善的大腦節律（即陣發性慢波事件減少）以及下降的癲癇易感性。它們還像年輕小鼠一樣走出迷宮或學會了空間任務。
在分析來自人類的大腦組織時，Kaufer發現的證據表明年老大腦中存在白蛋白，而且隨著年齡的增長，神經炎癥和TGF-β的產生增加了。Friedman開發出一種特殊類型的MRI成像---動態對比增強（DCE）成像---來檢測血腦屏障中的滲漏，并發現出現更大認知功能障礙的人發生更多的血腦屏障滲漏。
Kaufer，總的來說，這些證據表明大腦血液過濾系統的功能障礙是神經衰老的最早誘因之一。
Kaufer、Friedman和Hart成立了一家公司，旨在開發一種在臨床上治愈血腦屏障的藥物，并希望該藥物將有助于減輕腦卒中、腦震蕩或腦創傷后出現的大腦炎癥，因而減輕由此導致的永久性損傷，并最終幫助表現出血腦屏障滲漏的老年癡呆癥或阿爾茨海默病患者。
人腦中有一個“弱點”，這是一個特定的高階區域網絡，不僅在青春期后期發育，而且在老年時也表現出較早的退化。發表在《自然·通訊》上的一項新研究發現，這個大腦網絡特別容易受到精神分裂癥和阿爾茨海默病的影響。......
在所有其他軟組織都已分解的情況下，大腦器官卻保存了下來——一項對自然保存了數百年或數千年的人類大腦的研究發現了1300多個這樣的案例，其中一些大腦有1.2萬余年的歷史。3月20日，相關成果發表于《英國......
人們說眼睛是心靈的窗戶，我們用眼睛觀察世界，也用眼睛表達愛慕、喜悅、冷漠和厭倦。除了主觀上的情感外溢，從解剖學的角度來說，眼睛是中樞神經系統的延伸，在分子和細胞水平上與大腦有許多相似之處。借助眼睛這個......
清晨，當你走進廚房時，你很容易確定自己的方向。為了煮咖啡，你會走近一個特定的位置。也許你會走進儲藏室，快速吃點早餐，然后走向汽車，駛向工作地點。來自美國貝勒醫學院、斯坦福大學和合作機構的神經科學家對這......
當你甜蜜入夢時，大腦并沒有閑著，正在進行一些重要的后勤維護工作，比如加強認知、鞏固記憶等。一項近期發表在英國《自然》雜志上的研究就發現了睡眠中大腦進行垃圾清除的重要機制。大腦在白天消耗能量和吸收營養物......
新研究發現，向大腦的特定部位發送電脈沖會使人更容易被催眠。雖然研究處于早期階段，但最終可能會推動催眠療法更廣泛地應用于治療慢性疼痛等疾病。相關研究1月4日發表于《自然心理健康》。美國斯坦福大學的Afi......
該校生命科學學院特聘研究員賈潔敏團隊的相關研究，揭示了神經元調控大腦血流新路徑。他們發現了一座架在神經元與血管之間的“新橋梁”——類突觸（NsMJ）。通過類突觸，谷氨酸能神經元可直接作用于動脈血管平滑......
目前，新出現的研究證據表明，腸道微生物組或與機體的認知功能結局和神經發育障礙存在一定關聯，但目前研究人員并未詳細闡明腸道微生物代謝對經典神經發育的影響，近日，一篇發表在國際雜志ScienceAdvan......
太陽的東升西落，城市的東西南北，過馬路要左右看……在人們的日常生活中，大腦的空間感知作用扮演著重要角色。無論是尋找方向、定位目標還是記憶場景，都需要大腦對空間信息的處理和記憶。然而，這個過程是如何在大......
對于患有創傷性腦損傷的人來說，認知功能，如記憶、注意力和情緒調節，可能變得異常困難。但紐約市威爾康奈爾醫學院的神經學家尼古拉斯·希夫指出，“對于這種問題，目前還沒有療法，盡管它是如此普遍”。現在，在一......