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右侧大脑中红色显示的大量有毒蛋白质β-淀粉样蛋白沉积与睡眠不足有关，可能为阿尔茨海默氏病铺平了道路。左侧显示了从深度睡眠脑电波中受益的大脑，并且没有β-淀粉样蛋白。
加州大学伯克利分校最近发表的一项研究揭示了阿尔茨海默氏病可能通过这种新途径导致以后的记忆力下降。
加州大学伯克利分校的科学家发现了令人信服的证据，即睡眠不足（尤其是需要敲打保存按钮以恢复记忆的深沉沉睡）是β-淀粉样蛋白据信触发阿尔茨海默氏病攻击大脑长期的一种途径记忆。
加州大学伯克利分校神经科学教授马修·沃克（Matthew Walker）说：“我们的发现揭示了阿尔茨海默氏病可能导致生命后期记忆衰退的新途径。”
β-淀粉样蛋白过多的沉积物是阿尔茨海默氏病（一种由脑细胞逐渐死亡导致的严重形式的痴呆）的病理学中的主要嫌疑人。婴儿潮一代人空前的衰老有望使阿尔茨海默氏病（该病已被诊断出超过4000万人），这是世界上增长最快，最使人衰弱的公共卫生问题之一。
沃克说，关于这一发现的好消息是，不良睡眠有可能被治愈，可以通过运动，行为疗法，甚至是电刺激来改善睡眠中的脑电波，这种不良现象可以在年轻人中成功使用，以提高他们的睡眠能力。过夜记忆。
“这一发现提供了希望，”沃克说。“睡眠可以成为抵抗老年人甚至痴呆症患者记忆力障碍的新型治疗靶标。”
布莱斯·曼德（Bryce Mander）演示了2013年如何进行将睡眠不足与记忆力减退联系起来的研究。
清洁大脑的力量
这项研究是由加州大学伯克利分校的神经科学家布莱斯·曼德（Bryce Mander）和阿尔茨海默氏病的领先专家威廉·贾古斯特（William Jagust）共同领导的。该小组已获得美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）的一项重大拨款，以进行纵向研究，以检验他们的假设，即睡眠是阿尔茨海默氏病的预警信号或生物标记。
尽管该领域的大多数研究都依赖于动物，但最新的研究却具有人类优势，Jagust是加州大学伯克利分校海伦·威尔斯神经科学研究所，公共卫生学院和劳伦斯·伯克利国家实验室的联合任命教授。
贾古斯特说：“在过去的几年中，睡眠，β-淀粉样蛋白，记忆力和阿尔茨海默氏病之间的联系日益紧密。”“我们的研究表明，这种β-淀粉样蛋白沉积可能导致恶性循环，从而进一步扰乱睡眠并损害记忆力。”
研究人员使用了脑成像和其他诊断工具的强大组合，对26名尚未被诊断出患有痴呆症的老年人进行了研究，以寻找睡眠差，记忆力差和β-淀粉样蛋白有毒积累之间的联系。
这项研究的主要作者，由沃克（Walker）领导的睡眠与神经影像实验室的博士后研究员曼德说：“我们收集的数据非常暗示两者之间存在因果关系。”“如果我们干预以改善睡眠，也许我们可以打破这种因果关系。”
已经在阿尔茨海默氏症患者以及报告睡眠异常的人中发现了β-淀粉样蛋白的积累。此外，2013年罗切斯特大学的一项研究发现，小鼠的大脑细胞在非快速眼动运动（non-REM）睡眠期间会收缩，从而为脑脊液腾出空间以洗净有毒代谢产物（例如β-淀粉样蛋白）。
沃克说：“睡眠有助于在夜间洗掉有毒蛋白质，防止它们积聚和潜在破坏脑细胞。”“它为大脑提供了强大的清洁能力。”
具体来说，研究人员研究了大脑内侧额叶中β-淀粉样蛋白的数量如何损害深度非REM睡眠，我们需要保留和巩固基于事实的记忆。
在先前的研究中，Mander，Jagust和Walker发现，非快速眼动睡眠过程中产生的强大脑波在将记忆从海马体（支持短期信息存储）转移到长期存储中起着关键作用。额叶皮层。在老年人中，大脑这个额叶区域的恶化与睡眠质量差有关。
在这项最新研究中，研究人员使用正电子发射断层扫描（PET）扫描来测量大脑中β-淀粉样蛋白的积累。功能性磁共振成像（fMRI）可以测量记忆任务中大脑的活动；一种脑电图（EEG）机器，用于测量睡眠期间的脑电波；统计模型来分析所有数据。
“恶性循环”
该研究是针对年龄在65至81岁之间的26位老年人进行的，他们没有显示出痴呆症或其他神经退行性疾病，睡眠或精神疾病的现有证据。首先，他们每个人都接受PET扫描以测量大脑中β-淀粉样蛋白的水平，然后他们被要求记住120个单词对，然后测试他们对其中一部分记忆的良好程度。
然后，研究参与者睡了八个小时，在此期间脑电图测量了他们的脑电波。第二天早上，当他们回忆起剩下的单词对时，使用了功能磁共振成像对他们的大脑进行了扫描。在这一点上，研究人员追踪了海马的活动，在那里记忆被暂时存储在它们移至额叶前皮层之前。
沃克说：“睡个好觉后，您记住的次数越多，对海马体的依赖就越少，而使用皮质的次数就越多。”“这相当于从计算机硬盘驱动器的安全存储站点中检索文件，而不是从USB随身碟中临时存储文件。”
总体而言，结果表明，内侧额叶皮质中β-淀粉样蛋白含量最高的研究参与者的睡眠质量最差，因此第二天早晨的记忆力测试表现最差，有些人忘记了一半以上的他们在前一天记住的信息。
沃克说：“大脑某些部位的β-淀粉样蛋白越多，深度睡眠就越少，因此记忆力就越差。”“此外，深度睡眠越少，清除这种不良蛋白质的效果就越差。这是一个恶性循环。
“但是我们还不知道这两个因素中的哪一个-睡眠不良或蛋白质不良-最初是从这个周期开始的。哪一个手指轻弹了第一块多米诺骨牌，从而触发了级联？”Walker添加了。
这就是研究人员在接下来的五年中追踪一组新的老年人时所要确定的。
曼德说：“这是一条将阿尔茨海默氏病与记忆力丧失联系起来的新途径，这是重要的途径，因为我们可以对此做出一些贡献。”
这项研究的其他合著者和研究人员包括加州大学伯克利分校的Shawn Marks，Jacob Vogel，Jared Saletin和Vikram Rao，加利福尼亚太平洋医学中心的Brandon Lu和加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Sonia Ancoli-Israel。这项研究是由美国老龄化研究所提供的资金资助的。
出版物：Bryce A Mander等人，“-淀粉状蛋白β破坏人类NREM慢波和相关的海马依赖性记忆巩固，” Nature Neuroscience（2015）； doi：10.1038 / nn.4035
图像：布莱斯·曼德（Bryce Mander）和马修·沃克（Matthew Walker）
