了解你的大脑:老年痴呆症

背景

Auguste Deter,Alois Alzheimer的主题的案例研究描述了将被称为阿尔茨海默病的疾病。

1906年,在德国的一次精神病医生会议上,阿洛伊斯·阿尔茨海默(Alois Alzheimer)作了一次演讲,详细介绍了奥古斯特·迪特(Auguste Dete)的不寻常案例。阿尔茨海默病大约在五年前就遭遇了威特,当时他在德国法兰克福的一家精神病院担任助理医师。Dete对阿尔茨海默症留下了深刻印象,因为她相对年轻,但患有一系列独特的严重疾病,痴呆如症状。

迪特尔51岁时,阿尔茨海默遇到了她。她最明显的症状是在前一年开始的,那时她的行为变得惊人地古怪。首先,她开始对丈夫表现出不同寻常的嫉妒。然后,她的记忆开始迅速恶化。她很容易迷失方向,经常与现实脱节,被偏执的妄想所困扰。正如老年痴呆症所描述的

“…有时她觉得有人想杀她,开始大声哭泣…有时她向主治医生像公司…有时她大声抗议,他打算把她……然后她完全精神错乱,拖在她的床上用品,打电话给她的丈夫和女儿,似乎受到幻听。她经常尖叫好几个小时。”

阿尔茨海默氏症对此很感兴趣。迪特似乎受到一种老年性精神病的折磨,这可能是痴呆的症状。但在这么年轻的人身上看到如此严重的痴呆症是很少见的。

除了是一名内科医生,阿尔茨海默病也是一名勤奋的研究者。他对伴随着精神和神经疾病的神经系统的病理变化非常感兴趣。因此,当Dete 55岁去世时,阿尔茨海默要求将她的大脑送到他那里进行研究。经过检查,阿尔茨海默病患者发现,大脑遭受了广泛的神经元损失,并且充满了异常结构(后来才知道是下面讨论的蛋白质沉积)。

迪丝特的年龄,症状和神经退化让阿尔茨海默症认定她是个特例。在他的演讲中,在场的精神科医生似乎没有同样的感觉,然而,因为在他的演讲之后没有任何问题、评论或其他感兴趣的迹象(与会者似乎对下一次关于强迫性手淫的报告更感兴趣)但是阿尔茨海默症患者几乎不知道他的演讲将标志着一个历史性的时刻,因为仅仅几年后,著名的精神病学家(也是阿尔茨海默症患者的同事)埃米尔·克雷佩林(Emil Kraepelin)介绍了这个词阿尔茨海默氏病描述一种早发的老年性痴呆。

直到20世纪70年代末研究人员开始认识到,大多数广告案件不是早期发作,并发生在65岁以上的患者。今天,阿尔茨海默病是这一年龄组人群最大的健康问题之一,由于这一人口数量持续增长(具有讽刺意味的是,这是由于我们提高了使人们活得更长的能力的结果),它是一个迅速增长的问题。今天,每隔10人在65岁以上约1人遭受广告以及美国患AD的人数预计到2050年将增长近两倍

阿尔茨海默病的症状是什么?

广告是一种类型痴呆,这个术语用来描述涉及记忆丧失和其他认知困难的情况。痴呆症有许多不同的类型,然而,每一种都有自己的原因和特定的症状。AD只是一个变体。

AD患者智力衰退的最佳迹象是记忆问题。在疾病的早期阶段,这通常表现为难以建立新的记忆,而问题在患者身上尤其明显陈述性记忆,或关于信息和事件的记忆(与如何做常规的事情如系鞋带或用餐具吃饭的记忆相反,这些记忆被称为non-declarative记忆).早期,患者通常能够保持较早的记忆和非陈述性记忆。然而,随着时间的推移,所有的记忆都会受到影响,甚至最持久的记忆也可能会恶化。

但记忆缺陷只是AD症状学的一个方面。患者还可能出现沟通问题,读写能力可能受损。不可预测的情绪干扰,从冷漠、抑郁到愤怒爆发,都可能发生。思考常常会变成妄想相当一部分患者(高达20%)甚至会出现视觉幻觉

然而,这不仅仅是受到影响的认知。运动受到阻碍,导致患者开始失去移动性,并且甚至在最简单的自我护理行为中表现出困难。咀嚼和吞咽等基本电机功能发生故障,并且最终发生失禁。

最终(如果患者活了这么长时间),没有多少大脑功能没有受到某种影响,患者完全依赖护理人员帮助进行最基本的日常活动,比如吃饭和上厕所。这种疾病总是致命的。

阿尔茨海默病患者的大脑会发生什么?

当Alois Alzheimer检查Auguste Dete的大脑时,他注意到一些明显的病理变化。首先是大脑经历了严重的萎缩。与健康的大脑相比,它似乎有些萎缩。

AD大脑的萎缩是由于疾病中脑细胞的死亡造成的。AD就是众所周知的a神经退行性疾病,这是一种用来指导致神经元退化和死亡的疾病。许多疾病都属于这一类(如帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症),但AD是最常见的一类。

阿尔茨海默病还注意到神经元内部和周围的异常结构。他说,“分布在整个皮层……有……由特殊物质沉积引起的病灶”,他还提到“许多纤维彼此相邻……它们一个接一个地出现在细胞表面。”阿尔茨海默病描述了当今AD的两个标志性神经症状:淀粉样斑块神经原纤维缠结

这些结构中的第一个,淀粉样斑块,由小分子的集合组成(本质上是一种更小的蛋白质)β淀粉样蛋白,或Aβ,在神经元外形成大簇。通常,酶被称为蛋白酶可以帮助清除大脑中多余的肽和蛋白质。但淀粉样斑块对蛋白酶的降解尤其有抵抗力。因此,随着疾病的发展,它们在大脑中积聚;它们的存在是AD大脑的一个决定性特征。

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请观看这段2分钟的神经科学视频,了解阿尔茨海默病影响大脑的方式。

阿尔茨海默症观察到的另一种结构,神经纤维缠结,也由异常的蛋白质沉积组成。在这种情况下,蛋白质的罪魁祸首被称为τ.Tau蛋白通常在帮助细胞运输物质方面起着重要作用,但在AD中,它失去了正常的功能,并在阿尔茨海默病描述的缠结中聚集在一起。和淀粉样斑块一样,大脑用来清除多余蛋白质沉积的正常机制无法有效清除神经原纤维缠结。事实上,即使在受影响的神经元死亡后,在其内部发现的缠结仍会提醒我们原来的神经元。

随着病情的发展,淀粉样蛋白斑块和神经原纤维缠结在大脑中越来越多地积聚。因此,这些异常结构的出现与AD症状的严重程度相关。与此同时,这些结构在疾病发展中到底扮演了什么角色仍不清楚。例如,研究人员仍然不确定淀粉样蛋白斑块本身是否会损害神经元,或者它们是否代表了大脑隔离有毒Aβ多肽以保护神经元免受其有害影响的努力。神经原纤维缠结也有类似的问题。它们的出现似乎破坏了神经元的功能,而且它们在大脑中的扩散与神经退化和症状的关系甚至比淀粉样蛋白斑块的增殖更密切.然而,它们对AD进展的具体贡献仍不确定。

原因和治疗方法

因此,围绕着AD的发病过程还有很多问题。同样,这种疾病为什么会影响一些人而不会影响其他人也不确定。在一小部分AD病例中,这种疾病可能与少数已确定基因的突变有关,这些基因的蛋白质产物参与了上述a β多肽的产生。但对大多数患者来说,这种疾病没有明确的遗传或环境原因。

然而,有一些已知的风险因素。例如,一种叫做载脂蛋白E, 或者舆传会使患AD的风险增加10到20倍。舆传一种与血液中胆固醇和其他脂类的运输有关的蛋白质的编码,但目前还不清楚为什么它可能与AD风险有关。然而,高脂和高胆固醇水平,也已被确定为可能的危险因素的疾病。

还有其他一些潜在的危险因素,比如吸烟,重复头部伤,心血管健康差和糖尿病. 然而,研究人员仍然不确定这些因素是如何增加患AD的几率的。到目前为止,最大的风险因素仍然是我们无法避免的:老年。

因此,AD的病因仍然有些模糊,这可能使我们的治疗同样不令人满意也就不足为奇了。这种疾病最常见的治疗方法是使用提高神经递质水平的药物乙酰胆碱在大脑中。乙酰胆碱被认为在学习和记忆中扮演着重要的角色下橄榄核)在ad期间大量减少,可能导致记忆丧失。

一种叫做乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEIs)的药物可以抑制一种叫做乙酰胆碱酯酶的活性乙酰胆碱酯酶,其正常功能是从突触中去除乙酰胆碱——实际上减少了神经递质在该突触上的作用。通过抑制乙酰胆碱酯酶活性,乙酰胆碱酯酶引起乙酰胆碱水平升高。在这个过程中,这些药物可以略微改善记忆。然而,由于效果有限,乙酰胆碱酯酶抑制剂在疾病的后期阶段往往不是很有用。事实上,在服用药物的患者中,只有不到10%的患者认知症状得到明显改善.此外,乙酰胆碱酯酶抑制剂只能治疗ad的症状,它们对阻止疾病的发展没有任何作用。

还有一些其他的治疗方法,还有很多正在探索中,但在这一点上,我们没有任何方法来阻止构成AD症状的神经退化。因此,我们治疗这种疾病的能力仍然有些有限。希望继续的神经科学研究能让我们有一天开发出更好的方法来解决AD大脑中的病理变化。

参考文献(除了上面的链接文本):

阿尔茨海默氏症(Alzheimer A, Stelzmann RA, Schnitzlein HN, Murtagh FR): 1907年阿尔茨海默氏症论文“Uber eine eigenartige Erkankung der Hirnrinde”的英译。阿娜特。1995;8(6):429 - 31所示。

阿尔茨海默病与他的疾病:简史。神经科学。2011年4月;32(2):275-9。doi: 10.1007 / s10072 - 010 - 0454 - 7。

小Sanes, TM Jessell。老化的大脑。在:坎德尔ER,施瓦茨JH,杰塞尔TM,编。《神经科学原理》,第5版。纽约:麦格劳-希尔出版社。

知道你的大脑:致命失眠

1991年,米歇尔·a·科克(Michel a . Corke)从芝加哥一所高中的音乐教师职位上休假时,开始出现睡眠问题。他刚满40岁,身体似乎很健康,但很快就发现,他遭受的不仅仅是普通的失眠症。他不仅比平时睡得久。他也没有经常在夜里醒来的问题。他没有睡觉在所有

在几个月内,科克的睡眠不足导致了明显的身体和精神衰退。他出现了平衡障碍和行走困难。他开始表现出痴呆的迹象,有时他似乎与现实脱节。有时这些发作与幻觉有关。

圣诞节后,他被送进了医院。当时,科克无法与外界沟通。他已经完全依赖他的家人来帮他做一些最简单的事情,比如洗澡和穿衣服。他的衰弱是迅速而普遍的。

起初,医生们不知道科克有什么问题。他们诊断他患有癌症多发性硬化症,尽管他并不具备这种疾病患者的症状特征。

但医生们很快就意识到科克的“睡眠”有一些不寻常的地方。尽管科克经常闭上眼睛,看起来像是在睡觉,但对他大脑活动的测量发现,他的大脑从未真正入睡。这让医生们意识到,他患的是一种过去十年才被发现的疾病,叫做致命家族性失眠症(现在通常被称为致命失眠症,因为并非所有病例都是遗传性的)。

在这种疾病中,睡眠逐渐中断,直到患者表现出很少或没有睡眠。最终,死亡不可避免。

科克(Michel Corke)的情况也不例外。当他被送进医院时,已经有130天没有睡觉了。他死的时候,已经有6个月没睡觉了。

致命的失眠症有哪些症状?

致命失眠症是一种罕见的疾病,通常发生在中年或更晚的时候(平均发病年龄为51岁),开始时患者会抱怨睡眠问题或白天过度疲劳。首先,由于这种极端的白天嗜睡,人们可能会认为病人受到了一种疾病的折磨困了。

有时早期会出现其他异常症状,如复视、阳痿、高血压、出汗增多、流泪(即流泪)和/或流涎。

随着病情的发展,患者会完全失去睡眠能力。各种运动问题出现,包括平衡和协调困难和步态异常。患者有时也会产生妄想症,并表现出与梦境相似的不寻常行为,即无意识地做出与梦中发生的事情相关的动作。

在疾病的后期,病人被剥夺睡眠一段时间后,他开始越来越多地处于昏迷状态,很难从昏迷中唤醒他。他可能会经历突然的痉挛性运动,但像站立和行走这样自主的运动往往变得困难甚至不可能。他可能会失去说话的能力,吞咽困难,并陷入植物人状态。

在疾病的这些阶段,死亡随时可能发生,但如果病人活得足够长,他经常会陷入昏迷,这将导致死亡。疾病的持续时间从8个月到72个月不等,平均病程略超过18个月。

致命的失眠症患者的大脑发生了什么?

“睡眠”期间的大脑活动

验证致命失眠症患者睡眠障碍的一种方法是使用多导睡眠描记术(polysomnography)来测量整个晚上的睡眠活动。多导睡眠描记术测量大脑的电活动(使用脑电图或脑电图)以及其他一些在睡眠过程中发生的生理变化,如眼球运动、肌肉活动和心脏电活动。

多导睡眠描记术经常被用来证实致命的失眠症,因为病人可能会在晚上闭着眼睛不动的时候看起来在睡觉。然而,多导睡眠描记仪显示,他们的大脑活动并不像正常睡眠的模式。

健康人在睡眠期间,大脑从相对较浅的睡眠周期到深度睡眠周期再到快速眼动睡眠周期。一个完整的循环大约需要90-120分钟,每晚重复4-6次。这些不同的睡眠阶段都有典型的电活动,可以用脑电图来测量。

患有致命失眠症的患者,当然,总睡眠时间会大幅减少。但即使有时他们看起来好像睡着了,脑电图仍然不会显示健康睡眠的这些特征。相反,他们的大脑活动通常表明,他们在晚上的大部分时间里都是清醒的,有非常短暂的浅睡眠(即第一阶段或第二阶段睡眠),偶尔会出现持续几秒钟或几分钟的快速眼动睡眠。随着病情的发展,深度睡眠通常会消失所有快速眼动睡眠的痕迹也可能消失

丘脑是图像中橙色的椭圆形结构。在致命的失眠症中,它们是神经退化最严重的部位。

神经变性

致命的失眠与严重的失眠有关神经变性丘脑它被认为是睡眠调节中一个至关重要的结构。丘脑被认为在一种被称为慢波睡眠的深度睡眠的生成中发挥着特别重要的作用。在疾病的发展过程中高达80%的神经元丢失在某些丘脑。

下橄榄核的结构脑干这与全球经济紧密相连小脑,也患有疾病的显着神经变性,失去了超过50%的神经元.下橄榄核在致死性失眠症状中的作用尚不清楚。它可能会导致运动相关的症状,比如震颤和痉挛性肌肉收缩,但是一些证据表明橄榄核和小脑与睡眠有关

这种疾病有时还与神经元内巨大的异常室或空泡的形成有关。大脑中的这些“洞”可以使大脑呈现海绵状。在致命性失眠中,这主要发生在大脑皮层

朊病毒蛋白的积累

致命的失眠被认为是朊病毒病,因此也涉及到大脑中异常折叠形式的朊病毒蛋白的积累。这些错误折叠的蛋白质有一种聚集成簇的趋势,这种簇能抵抗大脑酶的分解。这些在大脑中形成的蛋白质簇的含义尚不清楚,尽管它们通常与大脑的病理变化有关。(简单介绍一下朊病毒疾病,读这篇文章.)

朊病毒蛋白也能将其错误折叠状态传递给其他健康蛋白质。因此,它们可以在受感染患者的大脑内扩散,逐渐增加错误折叠的朊病毒蛋白的数量。有趣的是,如果朊病毒从一个宿主传播到另一个宿主,它们的“传染性”也会导致疾病。虽然人们并不认为致命的失眠是以这种方式在人群中传播的,这种疾病已传染给老鼠通过给他们注射一个患有此病的病人的液化脑组织。

然而,在致命性失眠中,朊蛋白簇相对较少与其他朊病毒疾病相比而且,虽然随着疾病的发展,大脑某些区域的沉积物数量会增加,但对于神经退化最严重的区域,比如丘脑,情况并非如此。因此,目前还不清楚是什么原因导致神经退化,从而产生致命的失眠症状。

什么导致了致命的失眠?

迄今发现的大多数致命性失眠病例都被认为是遗传性疾病,可归因于PRNP或朊蛋白基因的基因突变,该基因也与其他朊蛋白疾病有关。这种突变是一种常染色体显性突变,这意味着如果有人有一个孩子,那么这个孩子有50%的几率最终发生同样的突变。当致命性失眠是遗传性的,它通常被称为致命的家族性失眠。

到目前为止,全世界已知携带这种突变基因的个体只有200多人与致命的家族性失眠有关。由于这种疾病的全球分布,一些研究人员认为它是由一种反复发生的突变引起的,这种突变在一些家庭中独立发生。

1999年,第一例非遗传性致命失眠症出现。非遗传性致命性失眠通常被称为零星的致命的失眠,至今目前已确诊32例.这些患者表现出与致命性家族性失眠患者大部分相同的症状和病理,但没有家族性失眠患者的疾病家族史,也没有致命性家族性失眠患者的PRNP基因突变。

致命性失眠的治疗方法是什么?

我们治疗致命失眠症患者的能力非常有限。即使是最强效的镇静剂(如巴比妥类、苯二氮卓类)也不会使患者入睡。因此,治疗的重点在于尽可能减轻障碍的症状(这本身就是一个挑战)。

参考文献(除了上面的链接文本):

致死性家族性失眠和偶发性致死性失眠。Handb clinical Neurol. 2018;153:271-299。doi: 10.1016 / b978 - 0 - 444 - 63945 - 5.00015 - 5所示。

致死性家族性失眠症与丘脑在睡眠调节中的作用。临床神经病学杂志。2011;99:981-96。doi: 10.1016 / b978 - 0 - 444 - 52007 - 4.00018 - 7。

Montagna P, Gambetti P, Cortelli P, Lugaresi E.家族性和偶发性致命性失眠。柳叶刀神经杂志。2003年3月2日:167-76。(在

了解你的大脑:帕金森症

背景

1817年,詹姆斯·帕金森发表了一篇文章,题为一篇关于震颤性麻痹的文章.在研究中,帕金森氏症描述了6名患者,他们患有震颤、步态异常、平衡问题和其他一些症状。帕金森是伦敦郊外一个村庄的医生,他假设这些症状是一种主要疾病的特征。他对这些病例的详细描述,比他之前的任何人都更清楚地描述了这种疾病。

帕金森的精确描述和深刻的结论,使他的文章被认为是理解这一系列症状的重要一步。在19世纪后期,有影响力的神经学家马丁·沙科特(Martin Charcot)提出,帕金森氏症所描述的疾病应该被称为帕金森氏症(PD)。

帕金森氏症有哪些症状?

帕金森病最明显的症状是运动相关的,标志性症状是:运动迟缓、静息性震颤和强直。

运动迟缓指动作的缓慢,特别是动作开始的缓慢。PD患者通常很难使他们的身体从静止状态过渡到活跃状态。当他们最终行动起来时,他们的动作可能比健康的病人要慢得多。

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观看这段2分钟的神经科学视频,了解帕金森病的症状、神经生物学和治疗。

静止性震颤表示患者休息时更严重的震颤。当患者进行自愿运动时,震颤强度通常会减弱。这些震颤通常始于手部或手臂,然后随着疾病的进展传播到腿部。

刚性描述一种肌肉张力普遍升高的状态,患者表现出不灵活和运动阻力(试图在保持手臂肌肉收缩的同时去拿东西,你可以看到这是如何导致僵硬和运动困难的)。

虽然这些运动相关症状是帕金森病最常见的症状,但还有许多其他常见症状(运动相关和非运动相关)这种情况也会发生。例如,在疾病后期,姿势不稳变得很常见,使摔倒的可能性更大。一些非运动症状包括便秘、嗅觉缺陷、睡眠异常、抑郁和焦虑等情绪障碍、认知障碍和痴呆。

帕金森氏症患者的大脑中发生了什么?

虽然帕金森病期间大脑会发生许多变化,但有两种病理变化被认为是该病的标志性体征。一个是脑干中多巴胺含量丰富的黑质区域的多巴胺神经元的退化和死亡。等到帕金森病人死了,她可能失去了这个区域70%的多巴胺神经元帕金森病的神经元丢失在黑质最为突出,但随着病情的发展大脑和脑干其他区域的神经元,就像杏仁核下丘脑蓝斑和中值中缝核(包括其他人)也开始死亡。

基底神经节(被红框包围)。

黑质多巴胺神经元的死亡究竟是如何导致PD最常见症状的,目前尚不完全清楚,但目前的假说集中于黑质多巴胺神经元在促进运动中的作用。黑质是一系列结构的一部分被称为基底神经节这对运动(以及其他事情)是极其重要的。基底神经节被认为在我们需要运动时帮助我们运动,在我们不需要运动时抑制运动。

为了更好地了解这种平衡的运动和运动的禁忌,片刻思考发生了什么在你的身体现在你仍然保持相对阅读这段文字(如果你现在正在当你读这篇文章,然后把另一个时间当你的身体在休息)。当你阅读时,如果你想把手移到屏幕或鼠标上,这个动作是由你的大脑发起的。但当你不打算做任何动作,而是试图保持相对静止时,你的大脑也会集中精力让你保持这种状态。换句话说,当你保持静止时,你的大脑会有意地抑制任何不希望的动作——比如你的头突然转向另一个方向,你的手不由自主地在空中翘起,等等。

基底神经节被认为是这种抑制的组成部分,因为其中的回路不断地使投射到大脑的神经元的活动安静下来电机皮质自发运动发起自发运动黑质中的多巴胺神经元在这种抑制的释放中发挥作用。换句话说,没有多巴胺,你的基底神经节很难阻止它们对你运动的抑制。它们就像一个无法关闭的开关,在这种情况下,开关控制着一个设备,这个设备不断施加力量,以阻止另一个设备被打开。

因此,当这些多巴胺神经元退化并死亡时,就很难阻止基底神经节抑制运动。然后,即使是想要的动作也会被抑制,这就解释了为什么帕金森病患者开始运动需要如此多的努力,以及为什么它在启动后仍然缓慢而费力。

但是,黑质多巴胺神经元死亡的原因尚不清楚。一些研究表明他们的死亡与异常的蛋白质沉积有关这是帕金森病大脑的另一个标志。这些沉积物主要由一种叫做α-突触核蛋白在帕金森病和其他一些疾病(如阿尔茨海默病、痴呆)中,它们会在神经元内异常聚集在一起。这些蛋白质聚集体被称为路易体,以弗里茨·路易的名字命名,他在1910年发现了这些蛋白质。路易小体被认为能够以多种方式干扰细胞结构和功能,从破坏DNA到破坏线粒体

无论如何,Lewy身体和细胞死亡之间的联系仍然没有完全清楚,而且一些研究人员指出,在通常看不到淫秽尸体的地区,有细胞死亡的证据作为其他因素在PD中导致神经元死亡的证据。

大脑中的所有神经元都表达-突触核蛋白,并依赖于帕金森病病理过程中死亡的神经元中被认为失效的相同机制,所以仍然不清楚为什么帕金森病优先影响黑质和大脑中选择的少数其他区域。一些人提出帕金森病能够通过类似朊病毒的机制在大脑中传播而传播的路径则由神经元之间的连接决定。其他人表明某些神经元简单地更容易受到PD损坏的病理学,因此它们是最有可能受到影响的人。据目,Pd病理学趋势优先影响大脑的某些区域的确切原因仍然尚不清楚。

它还不确定导致疾病过程首先开始的原因。在大多数情况下,它被认为与遗传和环境因素的组合相关联。But exactly which genes and environmental influences are involved likely differs from case to case, and although a number of potential genes and environmental risks (e.g. pesticide exposure, repetitive head injuries) have been identified as potential contributing factors, more research needs to be done to develop a better understanding what exactly causes the initiation of the disease.

左旋多巴治疗帕金森病

虽然目前有几种可行的治疗帕金森病的方法,但最常见的、通常也是最有效的初始治疗方法是多巴胺的前体,即左旋多巴。当你的大脑产生多巴胺时,它是从氨基酸酪氨酸开始的,它可以直接从饮食中获得,也可以通过另一种氨基酸(苯丙氨酸)的转换获得。然后酪氨酸被转化为左旋多巴,左旋多巴又可以转化为多巴胺。

似乎Pd的最逻辑治疗似乎是向患者施用多巴胺,以补充基础神经节的神经递质的耗尽水平,这将证明是无果蝇的,因为多巴胺不能穿过血脑屏障,一种通常有助于将不需要的物质保持在血液中进入脑的结构。这种障碍通常是有益的,因为它可以防止像病原体相进入大脑的东西。然而,遗憾的是,血脑屏障也可以阻止试图将可能的治疗物质变成大脑。

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另一方面,左旋多巴可以穿过血脑屏障。因此,当给帕金森病患者使用左旋多巴时,大脑可以利用过量的前体产生更多的多巴胺,补充耗尽的神经递质(至少这是左旋多巴通常被认为的作用——见下文)。这可以在用药后不到一个小时内,对运动功能产生一些惊人的改善。看一下右边的视频作为一个例子。在这张图中,你会看到一个帕金森病患者在接受左旋多巴治疗前表现出帕金森病的所有典型症状(例如震颤、运动迟缓、姿势不稳)。然后,在视频的一点钟左右,你会看到同一个病人在服用左旋多巴后,所有的症状都消失了。

虽然在大多数神经科学课程中,L-DOPA作为大脑可以转化为更多多巴胺的前体来改善PD症状的假设是事实,但研究人员实际上仍然不清楚L-DOPA到底是如何工作的。一些证据表明它可以自己作为神经递质,也有适应症:它可以转化为其他活性化合物(除了多巴胺),它可能会影响多巴胺的活性。

不管它是如何工作的,当左旋多巴第一次被发现时,它似乎是一种神奇的药物。但是左旋多巴治疗的问题很快就显现出来了。一个问题是,随着时间的推移,左旋多巴的效力似乎会减弱。在左旋多巴治疗的早期,药物有时可以完全控制患者的症状。然而,在随后的治疗中,患者可能会经历两次剂量之间的症状复发,并且随着药物持续时间的延长,他们从帕金森症状中得到缓解的时间会逐渐减少。

此外,长期使用左旋多巴本身与运动相关的副作用有关。这些运动问题通常被称为左旋多巴诱导的运动障碍,包括不自主运动和持续肌肉收缩等症状。这些副作用的发生原因尚不完全清楚,但研究人员假设,慢性左旋多巴治疗可导致基底节多巴胺过度活动,从本质上说,这与多巴胺缺乏通常导致帕金森病(运动缺乏)的效果相反(运动过度)。然而,这一观点受到了以下方面的挑战:证据表明运动障碍的发展可能不是依赖的多巴胺水平的增加。

自从L-DOPA被发现以来,已经有许多其他药物被发现可以增加L-DOPA的效力或有自己的作用来改善PD症状。新的手术方法脑深部电刺激也为治疗对其他治疗方法有耐药性的疾病提供了一些希望。然而,这些方法都没有能力阻止导致帕金森症状的神经元死亡的进展。例如,左旋多巴可能能够补充多巴胺的水平,但它不能阻止多巴胺神经元的死亡。因此,左旋多巴和其他PD治疗是控制症状的方法,但它们不能纠正疾病的潜在病理。正因为如此,研究人员继续热切地寻找治疗帕金森病的更好的替代方法。

参考(除上述链接文本外):

等。帕金森氏病的过去、现在和未来:一篇关于震颤性麻痹200周年的特别文章。Mov Disord. 2017九月;32(9):1264-1310。doi: 10.1002 / mds.27115。

想了解更多关于帕金森氏症的知识吗?试试这些文章:

帕金森氏病的深部脑刺激:机制的揭示

常见神经退行性疾病中蛋白质错误折叠的未解之谜

了解你的大脑:慢性创伤性脑病(CTE)

背景

波士顿大学创伤性脑病研究中心(Boston University Center for the Study of Traumatic Encephalopathy)对健康大脑和患有CTE的大脑进行了比较

1928年,医生和研究员哈里森马兰发表了一篇科学论文醉意在报告中,他描述了23个案例,这些拳击手在经历了与运动相关的重复性头部创伤后,开始出现神经系统症状。他们有时会出现类似的症状帕金森病,如震颤和步态异常,以及更普遍类型的认知退化。大约十年后,另一位研究人员给Martland的研究人员起了一个新名字醉意综合症叫它员痴呆

在马特兰德普及这个词的一年前醉酒综合症,医生迈克尔·奥斯纳托(Michael Osnato)和文森特·吉尔伯蒂(Vincent Gilberti)发表了一篇病例回顾当时被称为postconcussion神经官能症---脑震荡后出现的神经紊乱。Osnato和Gilberti得出结论,脑震荡可能与随后的死亡有关神经变性,或神经元的退化和死亡。因为他们在研究的病例中看到的病理类似于一种被称为脑炎,奥斯纳托和吉尔伯蒂决定应该被称为这种疾病创伤性脑炎、很快被修改为创伤性脑病。

1940年,研究人员鲍曼和布劳创造了这个词慢性创伤性脑病当描述一个28岁的职业拳击手的案例时,他无法获得继续拳击的委托,因为他遭受了一系列症状,包括偏执、抑郁、记忆缺陷和认知受损。鲍曼和布劳加了这个词慢性因为这名患者的情况在18个月的时间里没有改善,所以他使用了Osnato和Gilberti最初的术语。他们这样称这种情况慢性创伤性脑病,或CTE。

尽管最初的CTE报告描述的是拳击手,但不久之后,类似的症状也出现在美国橄榄球运动员和任何可能导致多处头部受伤的运动运动员身上。然而,直到2005年,人们才开始广泛关注美式足球作为CTE的潜在病因。这种关注是在a神经病理学家Bennet Omalu及其同事的报告在对前NFL球员迈克·韦伯斯特的大脑进行检查之后。韦伯斯特死于心脏病发作,但晚年饱受记忆问题和抑郁症的折磨。经过尸检,韦伯斯特的大脑显示出退化的迹象,研究人员得出结论,韦伯斯特患有CTE。对其他一些足球运动员的大脑进行了解剖已经产生了类似的观察结果

什么是CTE?

CTE是一种神经系统疾病,被认为是重复性头部创伤的后果,尽管其他风险因素也必须起作用,因为并非所有经历重复性头部创伤的人都会发生CTE。与CTE相关的症状通常在创伤后几年(有时几十年)开始出现,可能包括:认知问题,如记忆和注意力缺陷;偏执狂、攻击性和冲动等行为异常;情绪障碍,如抑郁、焦虑和自杀念头;运动问题,如震颤等帕金森症状。在大多数情况下在美国,CTE的症状是进行性的,意思是随着时间的推移会变得更糟。

尽管有一长串公认的症状,但是没有广泛接受的诊断标准来定义CTE应该是什么样子(尽管至少有两套诊断标准被提出).有时CTE被特别定义为患者大脑中发生的病理变化,而症状的表现被称为创伤性脑病综合征。

CTE的原因是什么?

通常,CTE与反复脑震荡和次脑震荡性打击(即不会导致临床症状的创伤)有关。目前证据尚不清楚到底需要多少次头部创伤才能导致CTE,或者是否可能由一次事故引起。而且,并不是每个经历过重复性头部创伤的人都会发展成CTE,这表明其他因素也一定参与其中。但研究人员仍在努力识别其他风险因素。

有频繁头部创伤风险的人群也最有可能发展CTE,正如CTE在拳击手、美国足球运动员、职业曲棍球运动员、职业摔跤运动员、身体虐待受害者、军事人员等方面所观察到的。需要强调的是,如上所述,头部创伤不一定会导致临床症状来增加CTE的风险。头部经常受到撞击的人患CTE的风险更大,即使这些撞击不会导致脑震荡症状。

CTE中大脑发生了什么?

脑CTE的病理特征可能比CTE的显性症状更明确。其主要特征是一种称为tau的蛋白质聚集成不可溶簇,也称为聚集。这个过程被认为是在tau蛋白变成过度磷酸化,这意味着称为磷素基团的多个化学基团已经向Tau附加到该点,其中不再可以附着于分子。此时,Tau,通常与之相互作用并有助于保持稳定性微管在细胞内,与微管分离。然后,过度磷酸化的tau蛋白在神经元中形成上述聚集物星形胶质细胞大脑周围的血管。tau的簇被称为神经原纤维缠结当它们出现在神经元中,当它们出现在星形胶质细胞中,通常被称为星形细胞缠结。

以CTE形式聚集在大脑皮层,主要位于皮质表面的内陷深度,称为皮质.这些聚集物也可能形成在皮层的其他层,一些区域海马,在其他方面借助性细胞核。

这些簇的确切影响仍不确定,因为虽然它们的存在与神经退化的严重程度相关,但还没有明确的证据表明它是导致神经退化的原因。不过,神经原纤维缠结被认为能够干扰细胞通讯,这可能会对细胞产生有害影响。他们还有能力从一个受影响的神经元传递给其他未受影响的神经元,这似乎表明病理学有可能在大脑内传播。

tau蛋白聚集在其他神经退行性疾病中也有发现,比如阿尔茨海默病以及其他神经退行性疾病的一些特征,如淀粉样斑块常见于阿尔茨海默病,也见于CTE。但是,tau蛋白在CTE中的分布,以及其他神经退行性疾病的定义特征的缺乏,使CTE的诊断成为可能。例如,如果tau蛋白相关的退化发生在海马体的某些区域,同时出现淀粉样斑块,这将提示阿尔茨海默病而不是CTE

虽然tau沉积是CTE的主要微观迹象,但也有更明显的迹象,如脑重量减轻、大脑皮层萎缩(尤其是大脑皮层)颞叶),大脑其他不同区域的萎缩,如海马体和杏仁核扩大心室,并使其变薄胼胝体

CTE流行率

在过去的几年中,CTE受到了媒体的广泛关注,这导致了对该疾病流行的一些误解。例如,2017年,一篇关于美国国家足球联盟(NFL)球员CTE的报道引起了媒体的广泛关注,并成为头条新闻报告称99%的NFL球员的大脑中都发现了CTE已经被研究过了。然而,这项研究使用的是被捐献用于CTE研究的大脑,而不管这些运动员在生活中是否出现过症状。这就产生了一种潜在的偏见,因为球员的亲属可能因为担心球员在生活中出现的症状而捐赠了球员的大脑。换句话说,参与研究的许多大脑可能是由于担心CTE而捐赠的,因此几乎所有的大脑都显示出CTE的迹象就不那么令人惊讶了。

部分由于对CTE研究的脑捐赠存在潜在的偏见,CTE的实际发病率很难估计。一项研究包括一个更大的大脑库在具有重复性头创伤的历史的个人脑中,在31.8%中找到了CTE在198名大脑中,没有一例没有这种病史。目前正在进行更大规模的研究,试图更好地了解CTE在普通人群中的流行程度。

阅读更多关于创伤性脑损伤的神经科学

参考文献(除了上面的链接文本):

问BM, Sullan MJ, DeKosky ST, Jaffee MS, Bauer RM。慢性创伤性脑病的研究空白与争议:综述。JAMA Neurol. 2017 10月1日;74(10):1255-1262。doi: 10.1001 / jamaneurol.2017.2396。

Montenigro pH,Corp Dt,Stein Td,Cantu Rc,Stern Ra。慢性创伤性脑病:历史起源和当前的观点。annu rev clincencol。2015; 11:309-30。DOI:10.1146 / Annurev-Clinpsy-032814-112814。2015年1月12日。

了解你的大脑:亨廷顿氏舞蹈症

背景

乔治·亨廷顿并不是一个多产的研究者。事实上,他在职业生涯中只发表了三篇科学论文.然而,1872年,当亨廷顿只有22岁时,他的第一篇论文发表了,这使得他的名字出现在今天大多数神经科学教科书中。

在那篇题为舞蹈病亨廷顿讨论了一种自中世纪以来就为人所知的舞蹈病。这个词舞蹈病来自极客词choreia这个词的意思是跳舞,用来形容一种四肢不自主地痉挛性动作的紊乱,这种动作有点像奇怪的舞蹈。

有许多不同类型的乔利亚,每个冠军都与不同的潜在原因相关联。乔治亨廷顿将那个特定形式的乔利亚的最佳描述写了最佳描述,该点开始于成年,并且是遗传的,无情地进行,始终致命。在几十年之下,描述的亨廷顿被广泛地被认为是一种独特的疾病,这是为了欣赏亨廷顿的清晰准确地描绘疾病 - 被称为亨廷顿的舞蹈区。这个名字最终更换为亨廷顿的疾病(高清),因为它显而易见的是,这种情况涉及的不仅仅是乔利亚。并非所有患有高清患者的患者都会开发乔利亚,甚至那些患者经历了与运动无关的许多其他症状。

在20世纪,随着我们对遗产普通模式的理解,高清的遗传性质变得更加清晰。在20世纪80年代,确定了一种基因,似乎是HD的原因。通过这种发现,HD加入了由单个基因突变引起的疾病的简短列表。

什么是亨廷顿舞蹈病?

HD的症状可以出现在任何年龄,但典型的出现在中年发病的平均年龄是40年).起初,病人通常会在个性、认知和动作上经历微妙的变化。例如,病人可能会变得易怒,记不住事情,或者特别不安或烦躁。然而,这些症状通常不足以导致诊断。

早期症状会发展为明确诊断HD的症状。这些包括:明显的运动问题,如舞蹈病,协调和平衡受损,异常的眼球运动,肌肉僵硬。此外,认知症状会使人衰弱,包括注意力难以集中、倾向于专注于一个想法、缺乏对冲动的控制和缺乏意识。抑郁症、失眠和疲劳等精神症状也很常见。

亨廷顿氏舞蹈病导致基底神经节(此处突出显示的大脑中部结构)严重的神经变性。

高清是一个神经退行性紊乱,意味着它的特征是神经元的退化和死亡。因此,症状伴随着大脑的病理改变,包括大脑特定区域的神经元丧失。的尾状壳核(两部分基底神经节)是细胞损失最突出的两个区域,对它们的损害被认为是HD患者经历的一些运动问题的原因。然而,大脑的其他区域,比如黑质大脑皮层海马小脑下丘脑,丘脑也受到影响。这种疾病总是致命的;的从确诊到死亡的平均时间约为20年

是什么导致亨廷顿舞蹈症?

HD是一种罕见的疾病,在西方世界的发病率约为每10万人中4-10例.如上所述,这种疾病是遗传的,可以追溯到一种叫做杭丁顿蛋白的单一基因的突变(计画)。HTT基因含有DNA序列由三个重复核苷酸(胞嘧啶、腺苷和鸟嘌呤,或CAG)组成,这种模式称为三核苷酸重复。

一定程度的三核苷酸重复HTT基因正常,不会导致HD。然而,当基因发生突变时,会出现过多的CAG重复(大于35)。重复次数越多,开发HD的风险就越大。例如,36-39次重复会增加HD的风险,但也有可能出现这种疾病的发病时间太迟,以至于在其他原因导致死亡之前可能不会出现明显的症状。40次或更多的重复,然而,是完全渗透突变,这意味着所有有突变的人都会发展成疾病。随着重复次数的增加,发病年龄更可能年轻,而70或更多的重复导致疾病出现在青年期间.的迄今为止最大的重复长度是250,但重复长度大于80的情况非常少见。

基因突变HTT导致HD的基因被称为an常染色体显性突变。这意味着为突变蛋白编码的基因变异是显性的,如果它被遗传,就会被表达出来。如果父母一方患有HD,他们的孩子有50%的机会遗传突变的基因,从而患上HD。

亨廷顿蛋白的功能(由此产生HTT基因)尚未被完全理解,但它是思想在胚胎发育中发挥重要作用.也有迹象表明它是细胞信号通路的重要调节器。它在全身都有表达,但在中枢神经系统

一个过量的CAG重复HTT基因导致突变型杭丁顿蛋白的产生。这些突变蛋白的特性使它们很可能被细胞酶裂解。被切割的碎片会倾向于聚集在一起,在神经元内形成不易被脑酶清除的簇。人们假设这些蛋白质簇(在某些方面类似于在阿尔茨海默氏症帕金森症和其他神经退行性疾病)可能在HD中所见的神经元损伤中发挥作用。

Watch this 2-Minute Neuroscience video to learn more about Huntington\u2019s disease.

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观看这段2分钟的神经科学视频,了解更多关于亨廷顿病的信息。

此外,突变杭丁顿蛋白似乎还能将其他正常蛋白质招募到这些簇中。通过这种方式,亨廷顿蛋白被认为将其异常状态扩散到健康蛋白质,从而可能导致正常的细胞功能被破坏。最后,一些人认为突变的杭丁顿蛋白可能对神经元也有直接的毒性作用。

然而,与其他神经退行性疾病一样,HD导致神经损伤的确切方式尚不完全清楚,蛋白质聚集体对大脑的影响也不完全清楚。例如,一些研究人员甚至认为杭丁顿蛋白聚集是大脑防御机制的一部分当它试图应对正在发生的其他致病变化时。总的来说,尽管有证据支持亨廷顿蛋白聚集物是有毒的,并且在疾病的发展中起一定作用的假设。

当亨廷顿蛋白沉积在HD患者的大脑中,大脑的某些区域也开始表现出神经变性。如上所述尾状壳核受到强烈影响,但其他地区,如黑质大脑皮层海马小脑下丘脑,丘脑也会经历退化。

目前还没有治愈HD的方法。然而,有很多药物可以用来治疗这种疾病的症状。这些药物根据所针对的症状而不同,包括治疗舞蹈病的四苯嗪等药物选择性血清素再摄取抑制剂治疗抑郁症。虽然像川芎嗪这样的药物对治疗HD症状有效,但有些药物也有明显的副作用。这往往使患者没有很好的治疗选择。治疗选择的稀少加上疾病不可避免的致命性,导致自杀率高出约5至10倍在血液透析患者中。

参考(除上述链接文本外):

沃克FO。亨廷顿氏舞蹈症。柳叶刀。2007年1月20日;369(9557):218-28。