有研究表明,阿尔茨海默症(AD)的病理不仅限于大脑,还延伸至视网膜。视网膜的病变似乎能够反映大脑中的疾病状态。临床数据显示,AD患者的色彩和对比敏感度与健康人相比显著受损。实际上,视力障碍是这些患者最早出现的症状之一,特别是对比敏感度的丧失及色觉的变化。
本文的研究者创建了一种新型视觉刺激四臂迷宫(ViS4M),旨在专门检测小鼠的视力变化,以评估小鼠的色彩和对比视觉以及运动和认知功能。尽管目前尚无有效药物治疗阿尔茨海默症,但我们已知健康饮食和规律运动对缓解症状具有重要意义。研究者们仍在不断探索其病因,尽管蛋白质斑块的堆积是否为病因尚不清楚,但发现其相关线索似乎是至关重要的。解剖学家指出,眼睛是大脑的一部分,而阿尔茨海默症的一个鲜为人知的影响是,它在早期轻度认知障碍(MCI)阶段也会影响视网膜。蛋白质斑块的积累会导致神经退化。
阿尔茨海默症与视觉障碍
AD患者的色彩和对比敏感度严重受损,从而导致类似于三色盲(tiran色盲)的视觉障碍。人眼拥有三种视锥细胞来检测颜色:红色、蓝色和绿色。患有三色盲的人通常较难区分红色和紫色,因为蓝色视锥细胞的敏感度降低。白内障和青光眼也有类似的情况,但这两种疾病主要是由于过滤光线中的蓝色所致。此外,报道称,包括多发性硬化症、帕金森病和亨廷顿舞蹈症在内的其他疾病也可能出现蓝色辨别障碍。
小鼠的色觉
虽然人类和其他灵长类动物都有红色、蓝色和绿色的视锥细胞,但包括小鼠在内的许多其他哺乳动物仅有两种视锥细胞:一种针对蓝色至近紫外线,另一种针对绿色。这使得小鼠在一定程度上能够感知类似于4%红绿色盲患者的颜色,但它们能够分辨蓝色和更远的色彩。由于小鼠的视锥细胞相对较少,这为对光更敏感但单色(黑白)的视杆细胞保留了更多空间,使其在弱光下也能保持良好的视力。
材料和方法
本研究测试了三组不同年龄的非转基因野生型小鼠,分别为85个月、13个月和18个月大的小鼠。在色彩测试模式中,通过LED灯的光谱,创建四个色度和亮度不同的空间,以与小鼠的视觉系统相对应。迷宫的设计为定制的X形迷宫,由黑色有机玻璃墙和半透明的白色地面构成。每条臂长45厘米,宽10厘米,垂直于两个相邻的臂。中央区域为中性区域,无光源,仅用下面的LED照亮。
结果分析
对迷宫数据的解读基于小鼠作为猎物的本能特点,它们通常会避开明亮区域,并倾向于依特定顺序探索四个臂,然后再返回起始的臂。我们观察到,AD小鼠的活动、移动速度以及在不同臂间的移动频率明显下降。85个月大的小鼠已经表现出这一趋势,而到了13个月大时才开始检测到记忆问题。小鼠更倾向于进入红色臂,因为在它们的视觉中,这部分区域看似黑暗。
在白色臂与绿色、蓝色臂之间的选择中,AD小鼠显著偏好绿色和蓝色臂,这进一步表明它们存在颜色特异性视觉障碍。不同颜色臂之间的转换也展现出明显的颜色特异性影响,AD小鼠在白色臂与蓝色臂之间的移动次数远低于正常小鼠,再次印证了这些小鼠的色觉障碍。
总结
ViS4M四臂彩色迷宫是一种灵敏的工具,可用于评估小鼠的颜色辨别和对比敏感度。与传统认知测试相比,这一方法有助于早期发现阿尔茨海默症相关的视觉障碍。通过这样的研究,泛亚电竞希望能够引导更多的科研探索,为阿尔茨海默症的早期干预和治疗提供新的思路。