人類大腦功能隨著年齡的增長逐步衰退,老年性聽覺障礙以及伴隨的言語和認知異常在老年人群中普遍存在。然而,能否有效地延緩這種與年齡相關的腦聽覺功能衰退?我校生命科學學院、腦功能基因組學教育部重點實驗室教授周曉明的團隊近期在《美國科學院院報》(PNAS)發表的合作研究成果對這個問題給出了樂觀的答案。
PNAS:早期聽覺訓練延緩年齡相關的聽知覺功能衰退
他們以老年大鼠為聽覺模型,采用一個特別設計的聽覺目標和識別程序,訓練動物完成對目標聲和非目標聲信號的分辨任務。他們先給2個月齡的年輕大鼠安排連續2個月的強化訓練。18個月后,再對這些已進入老齡的大鼠進行聽覺行為測定。結果發現,這些經過訓練的老年大鼠對目標聲序列識別的成功率明顯高于未經訓練的同齡大鼠。緊接著,他們對老年大鼠大腦初級聽覺皮層神經元反應特性進行測試,發現經過訓練的老年大鼠神經元的連續聲刺激跟隨能力、頻率調諧特性以及聽反應閾值等都明顯優于未經訓練的同齡大鼠。這提示,早期聽覺訓練延緩了年齡相關的聽覺皮層功能衰退。最后,他們發現經過訓練的老年大鼠聽覺皮層和海馬中這兩類重要的抑制性中間神經元(即PV和SOM神經元)數量顯著高于未訓練的同齡大鼠。已有的研究表明,這兩類神經元在腦感覺信息處理、功能可塑性、學習記憶和認知功能中扮演重要角色。隨著年齡增長,這些神經元數量也在逐漸減少。因此他們認為,訓練誘導的相關腦區抑制性中間神經元可能是早期聽覺訓練延緩聽知覺功能衰退的腦機制之一。
早期聽覺訓練延緩年齡相關的聽覺皮層功能衰退
我校生命科學學院、腦功能基因組學教育部重點實驗室教授周曉明
本論文的共同第一作者,博士研究生程遠和賈國強
老年性聽覺障礙影響老年人的聽知覺及相關行為,甚至影響他們的言語乃至認知功能,并與老年性癡呆存在潛在聯系。由于老年人進入老年期后整體認知能力下降,對老年聽覺障礙患者臨床實施聽覺訓練的難度較大。因此,通過在生命早期實施訓練來預防、延緩腦聽覺功能的衰退,不失為一項可行的創新策略。
該研究得到了國家自然科學基金、高等學校學科創新引智計劃以及上海市科委“腦科學與類腦人工智能”重大項目等的支持。周曉明的博士研究生程遠和賈國強為本論文的共同第一作者,周曉明和美國加州大學舊金山分校教授Michael Merzenich為共同通訊作者。