有研究表明,阿尔茨海默症(AD)的病理不仅限于大脑,还延伸到视网膜,视网膜病变似乎反映出大脑中的病变。临床数据显示,与健康人相比,AD患者在色彩和对比敏感度方面显著下降。这些视力障碍是患者最早出现的症状之一,尤其是对比敏感度的丧失和色觉的改变。
为了评估小鼠的色彩和对比视觉以及运动和认知功能,研究者们开发了一种新型视觉刺激四臂迷宫(ViS4M),旨在检测小鼠的视力变化。虽然目前尚无有效药物可治疗阿尔茨海默症,但健康饮食和规律运动被认为对缓解症状极为重要。研究者们继续探索其病因,尽管蛋白质斑块的堆积是否为病因尚无定论,但发现相关线索似乎非常重要。
一些解剖学家认为眼睛是大脑的一部分,阿尔茨海默症在早期轻度认知障碍(MCI)阶段对视网膜的影响常被忽视。蛋白质斑块的堆积导致神经退化,进而影响视觉功能。
阿尔茨海默症与视觉障碍
阿尔茨海默症患者的色彩和对比敏感度严重受损,这可能导致视觉障碍,类似于tritan色盲(蓝色弱)。人眼拥有三种视锥细胞来检测颜色:红色、蓝色和绿色。三色盲患者由于蓝色视锥细胞敏感度较低,可能难以区分红色与紫色,这种情况在白内障和青光眼患者中也有所体现。此外,蓝色辨别障碍还可能出现在多发性硬化症、帕金森病、亨廷顿舞蹈症和吉尔·德拉图雷特综合征等疾病中,远不止阿尔茨海默症。
小鼠的色觉研究
尽管人类和其他灵长类动物具有红色、蓝色和绿色的视锥细胞,但许多哺乳动物,包括小鼠,仅具有两种视锥细胞:一种敏感于蓝色、另一种敏感于绿色。这使得小鼠能够观察到与4%的红绿色盲患者类似的色彩,但在蓝光范围及稍远颜色上更为敏感。
材料与方法
本研究测试了三组不同年龄段的非转基因野生型小鼠:分别为85个月大、13个月大和18个月大的小鼠。在色彩测试模式中,研究者们使用LED灯生成四个不同色度和亮度的空间环境,模拟小鼠的视觉系统。
该研究使用定制的X型迷宫,由15厘米高的黑色有机玻璃墙体和半透明的白色地板组成。迷宫的中心为中性区域,不含光源,底部用LED灯照亮,发出可调亮度的红、绿、蓝和白光。由于小鼠对红光不敏感,因此在其眼中红色区域显得黑暗,可视为对照组。
结果分析
对迷宫数据的解读基于小鼠作为猎物的特性,通常会自然避免亮光区域。AD小鼠在活动、移动速度及臂间移动的频率(交替百分比)等指标上均显著下降,85个月大的小鼠便表现出这一现象,而到13个月大时才显现记忆问题。值得注意的是,AD小鼠更偏好于红色臂,在它们眼中,红色区域显得黑暗。
与白色臂相比,AD小鼠更倾向于选择绿色臂和蓝色臂,这表明它们确实存在颜色特异性的视觉障碍。在不同颜色臂之间的移动次数也体现出明显的色觉偏好,AD小鼠在白色臂和蓝色臂之间的移动频率低于正常小鼠,再次印证了其色觉障碍的存在。
总结
ViS4M四臂彩色迷宫是一种灵敏的工具,可以有效评估小鼠的颜色辨别能力和对比敏感度。相较于传统的认知测试,这种方法有助于更早地发现阿尔茨海默症,为未来相关研究提供了重要的参考依据。
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