在美国,每67秒就有一人 被诊断 患有阿尔茨海默病,而 新的估计 表明,该病可能是老年人第三大死因。
阿尔茨海默病与老年人的记忆丧失有关,且这种情况会随时间推移而加重,严重到影响日常正常功能。阿尔茨海默病的其他 征兆 还包括沟通能力变化、语言能力丧失、专注和注意力下降、判断力受损以及其他行为变化。
阿尔茨海默病患者的大脑会发生变化(我们可以在尸检中看到这些变化)。随着病程发展,蛋白质团块(称为 老年斑)和神经元中的缠结(称为 神经原纤维缠结)会逐渐积累。这些斑块和缠结会干扰大脑的运作,并破坏对保持完整的学习和记忆能力至关重要的连接。
大多数旨在开发阿尔茨海默病疗法的研究,都会使用经过基因改造、能够产生带有突变的人类蛋白质的小鼠。但这些突变通常只存在于 不到5% 的阿尔茨海默病患者身上。这一局限可能使得将小鼠研究中测试的疗法所带来的益处转化到人类身上变得困难。不过,有几种动物会自然出现与人类相似的脑部变化,其表现与阿尔茨海默病十分相似,其中包括狗。
老狗,新研究妙招
老狗或许能教会我们很多关于衰老的知识。随着狗变老,有些会出现学习和记忆问题,这与人类的情况很相似。和人一样,并非所有老狗都会出现认知受损。事实上,有些老狗依然思维敏捷,学习能力与年轻狗一样好,尽管它们达到较高表现水平的速度可能稍慢一些。
老年犬出现认知问题时,我们可能会看到它们的行为发生变化,进而影响主人与宠物之间的关系。例如,有认知问题的老狗可能会忘记发出要出门的信号,可能夜间醒着、白天睡觉,或者难以认出家庭成员或其他宠物。这与阿尔茨海默病患者的情况相似,他们可能难以沟通、睡眠—觉醒周期紊乱,也难以记起家人和朋友。
当老年犬出现并非由其他全身性疾病导致的认知变化时,这些变化与人类身上的脑部变化有着惊人的相似之处。例如,老狗的大脑中会形成老年斑,其成分是一种与人体产生的蛋白质完全相同的蛋白质。这种称为β-淀粉样蛋白的蛋白质对脑细胞具有毒性。
与小鼠和大鼠不同,老狗会自然出现显著的脑部病理变化,与我们在人类身上看到的相似。因此,与带有基因突变的小鼠相比,衰老的狗可能以更自然或更真实的方式呈现衰老的人类。
阿尔茨海默病患者的大脑还会出现许多其他与衰老犬相似的变化,包括脑血管变化、受损蛋白质积累、细胞丧失,以及支持脑细胞的化学物质变化。这些变化可能受到生活方式因素的影响。
健康生活,健康衰老
有许多报告探讨生活方式如何有益或有害于衰老。我们所吃的食物可能是影响大脑衰老的重要因素。例如,针对人群的 多项研究 显示,富含抗氧化物的饮食(包括大量水果和蔬菜)以及 地中海饮食 与更健康的大脑衰老有关。
体育锻炼和良好的心血管健康似乎也与较低的阿尔茨海默病和 脑血管疾病风险有关;脑血管疾病是导致 痴呆的一种原因。通过谜题、脑力游戏和丰富的社交生活保持大脑活跃、接受挑战,都与更好的记忆力和较低的疾病风险有关;相关 研究 仍在持续进行,以在人群中系统测量其影响。
比格犬与大脑
狗可能非常适合帮助我们理解这些生活方式因素如何在我们年老时助益大脑。20世纪90年代初,我们实验室开始研究比格犬,当时人们希望根据宠物主人对老年犬行为变化的观察,开发一种治疗“犬痴呆”的药物。那时,人们对衰老犬(八岁以上的比格犬)的学习和记忆变化知之甚少,我们最早的研究旨在寻找系统测量这些变化的方法。
为此,第一步是教狗观察不同物体(例如乐高积木或玩具卡车),并学会其中一个物体总是藏有食物奖励。当我们把食物奖励换到此前没有奖励的物体上时,老狗仍不断选择错误的物体。年轻狗则很快改选新的物体。
在统计狗学会这个问题需要犯多少次错误时,我们发现老狗总体上犯的错误多得多。有趣的是,并非所有老狗都存在认知受损。另一部分老狗的记忆信息能力显著下降,有些则表现出改变行为时“灵活性”的变化。
这与人类的情况非常相似。并非每个人都以相同方式衰老——有些人年纪很大时仍头脑敏锐。在测量狗的学习和记忆变化之后,我们接下来研究了与这些认知能力下降关系最密切的脑部变化。我们发现,学习和记忆有问题的老狗,其大脑中的老年斑更为常见。在近期研究中,我们一直在寻找改善老狗脑健康的方法,希望这些方法能够转化为有益于人类健康衰老的措施。
例如,在关于比格犬衰老的 多项研究 中,我们发现,富含抗氧化物的饮食——包括维生素E和C,尤其是水果和蔬菜——能够显著改善学习和记忆能力,而且这种益处可以维持多年。
例如,原本难以记住曾在哪里看到食物奖励的狗(这是空间记忆的一个例子),其记忆力随着时间推移有了显著改善。此外,当它们正在学习的任务规则发生变化时,老狗调整行为的能力也迅速提升(这是执行功能增强的一个例子)。
此外,为狗提供体育锻炼、丰富的社交活动和“脑力游戏”(如食物奖励游戏),也能显著改善它们年老后的认知能力。
如果我们考虑这些因素,就可能采取有益于两个物种的策略并改变生活方式。锻炼、社交互动、学习新技巧——与年老的伴侣动物一起参与相同活动,益处将是双重的:对它们和对我们都有好处。
本文由 The Conversation合作发布。发布本文并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
关注论坛:议程 订阅我们的每周通讯。
作者:伊丽莎白·赫德博士是肯塔基大学桑德斯-布朗衰老研究中心副教授。
图片:2012年3月27日,在伦敦威康收藏馆的一场展览上,可见展示大脑不同部位的颅相学头部石膏模型。路透社/克里斯·赫尔格伦。


