上海交通大學醫學院附屬松江醫院、上海交通大學醫學院松江研究院、中國科學院昆明動物研究所曾健雄課題組與哈爾濱醫科大學第四附屬醫院馬學玲教授合作在世界著名學術期刊《Nature》子刊《Molecular Psychiatry》雜志發表了題為“Microbial infection promotes amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer’s disease via modulating γ-secretase”的研究論文，揭示了普遍感染人群的皰疹病毒（HSV-1）中樞感染促進阿爾茨海默癥病理進程的分子機制。

說起阿爾茨海默癥，它不僅是一個疾病，也是一個殘酷的社會問題。隨著人口老齡化的加劇，神經退行性疾病，如阿爾茨海默病（俗稱老年癡呆癥）、帕金森病等，患病人數正不斷增加，例如我國目前有超過900萬的阿爾茨海默病患者，居世界首位，65歲以上老年人群中其患病率為4%～7%。這些疾病嚴重影響著患者的認知、行為和日常生活能力，給家庭和社會帶來沉重的負擔，目前尚無有效的根治手段。幸運的是，國家科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目，即“中國腦計劃”，其中在神經退行性疾病的診斷、治療和預防方面取得了顯著的進展。

● 腦科學在神經退行性疾病中的研究進展

腦科學通過研究大腦的結構和功能，為我們理解神經退行性疾病的發病機制提供了新的視角。利用先進的成像技術，如磁共振成像（MRI）和正電子發射斷層掃描（PET），科學家們能夠觀察到神經退行性疾病患者大腦中的結構變化和代謝異常。這些變化包括神經元的丟失、突觸連接的減少以及特定腦區的功能衰退等。

除了成像技術，腦科學研究還涉及分子生物學、遺傳學、病理學等多個領域。通過這些研究，科學家們發現神經退行性疾病往往與特定的基因變異、蛋白質異常積聚以及神經炎癥等有關。例如，在阿爾茨海默病患者的大腦中，科學家們發現了β-淀粉樣蛋白的異常沉積和神經元纖維纏結的形成，這些都被認為是疾病發病的關鍵因素。

● 類腦研究在神經退行性疾病中的應用

類腦研究，作為人工智能領域的一個分支，模仿大腦的工作原理來構建智能系統。在神經退行性疾病的研究中，類腦研究發揮著越來越重要的作用。通過構建神經網絡模型來模擬大腦的認知和記憶過程，科學家們能夠更好地理解神經退行性疾病如何影響這些過程。

例如，在阿爾茨海默病的研究中，科學家們利用深度學習技術構建了神經網絡模型來模擬大腦的記憶機制。他們發現，當模型中的某些神經元被“損壞”或“丟失”時，模型的記憶能力會顯著下降，這與阿爾茨海默病患者記憶喪失的癥狀非常相似。通過這些模型，科學家們不僅能夠更深入地理解疾病的發病機制，還能夠測試潛在的治療方法。

此外，類腦研究還為神經退行性疾病的早期診斷和病情監測提供了新的工具。通過分析患者的神經影像數據和行為數據，科學家們能夠訓練出能夠識別疾病特征的機器學習模型。這些模型可以幫助醫生更準確地診斷疾病，并監測疾病的進展情況。

● 研究成果到臨床轉化

腦科學和類腦研究在神經退行性疾病方面取得的研究成果正在逐步轉化為臨床應用。在診斷方面，基于神經影像和機器學習技術的診斷方法已經開始應用于臨床實踐。這些方法能夠更準確地識別出神經退行性疾病的早期癥狀，為患者提供更及時的治療。

在治療方面，腦科學研究揭示的疾病發病機制為新藥研發提供了靶點。例如，針對阿爾茨海默病中的β-淀粉樣蛋白沉積和神經炎癥等病理過程，科學家們正在開發能夠抑制這些過程的藥物。同時，基于神經網絡模型的類腦研究也為神經退行性疾病的康復治療提供了新的思路。通過訓練患者的認知能力、改善大腦的可塑性等方法，有可能幫助患者恢復部分功能。

除了診斷和治療外，腦科學和類腦研究還在預防神經退行性疾病方面發揮著重要作用。通過深入了解疾病的發病機制和風險因素，科學家們可以制定更加有效的預防策略。例如，通過改善生活方式、降低心血管疾病風險等方法來降低神經退行性疾病的發病率。

● 挑戰與展望

盡管腦科學和類腦研究在神經退行性疾病方面取得了顯著的進展，但仍面臨許多挑戰和未知領域。首先，神經退行性疾病的發病機制非常復雜，涉及多個基因、蛋白質和環境因素的相互作用。因此，要全面解析這些疾病的發病機制仍需要更多的研究努力。

其次，在臨床轉化方面，雖然一些新的診斷方法和治療策略已經顯示出潛力，但仍需要經過嚴格的臨床試驗來驗證其有效性和安全性。此外，由于神經退行性疾病的異質性和個體差異較大，因此針對不同患者的個性化治療策略也是未來研究的重要方向。

最后，隨著技術的不斷進步和數據的不斷積累，腦科學和類腦研究有望在神經退行性疾病的預測、早期診斷、精準治療以及康復護理等方面發揮更大的作用。同時，這些研究還將為我們提供更多關于大腦工作機制的寶貴知識，推動神經科學和人工智能等領域的持續發展。

● 結語

腦科學與類腦研究在神經退行性疾病方面的探索與應用為我們帶來了新的希望和挑戰。通過深入研究大腦的工作機制和模擬大腦的智能系統，我們有望更好地理解這些疾病的本質，并為患者提供更有效的診斷和治療方法。然而，這一過程仍充滿未知和挑戰，需要科學家們不懈的努力和探索。讓我們期待“中國腦計劃”在未來為神經退行性疾病患者帶來更多福音。

本作品由上海交通大學醫學院附屬松江醫院健康科普團隊原創

作者：劉影，上海交通大學醫學院附屬松江醫院全科主治醫師

通訊作者：沈華，上海交通大學醫學院附屬松江醫院全科副主任醫師

圖源：由作者構圖后AI再創作

基金項目：上海市松江區2023年度科普項目（2023SJKPZ016）

來源: 沈華醫生工作室