尽管我们都有过在食物入口之前先用“眼睛和鼻子吃饭”的体验,但人们对迷走神经这条将信号从身体传递到大脑的“信息高速公路”却知之甚少。美国范德比尔特大学的研究人员利用光遗传学技术,直接刺激了老年小鼠的迷走神经,并观察到了显著的认知改善效果,为治疗与年龄相关的认知衰退开辟了新路径。
该研究发表在《分子精神病学》上,首次证明靶向增强肠-脑轴通信,可以有效恢复老年动物模型关键脑区突触可塑性,使其重新获得年轻态的学习和记忆编码能力。
一、迷走神经
迷走神经是身体最长的自主神经,它起源于脑干并广泛分布于胸腔和腹腔内脏器官,特别是胃肠道、肝脏和胰腺。迷走神经不仅将大脑的命令传递到身体,也将内脏感觉信息(如胃扩张、营养吸收分布、炎症信号等)传递给大脑。在许多“肠-脑轴”的语境中,迷走神经充当了物理信息通道。
在衰老过程中,迷走神经的传导速度和纤维密度会自然下降。因此,即使老年小鼠的肠道依然摄入了足够的营养,其向大脑传递的饱腹感和奖励信号也会显著减弱。这种信号的“断线”不仅影响进食行为,还对负责编码记忆的海马体功能产生负面影响,因为海马体本就依赖来自肠道的奖励预期信号来巩固记忆。
二、光遗传刺激
研究团队在青年和老年小鼠的迷走神经周围植入了微型光纤,并在其自由活动时传输特定波长的蓝光,以激活迷走神经传入末梢上表达的光敏离子通道。他们每天仅在傍晚给予30分钟的刺激,模拟进食高峰期的自然迷走神经放电模式。
突触与记忆:与未受刺激的老年对照组相比,接受为期5天光遗传刺激的老年小鼠,其海马CA1区的长时程增强幅度显著增强,接近于青年小鼠的水平。在恐惧条件化和新物体识别任务中,受刺激的老年小鼠的记忆提取准确率比老年对照组高出两倍以上。它们能清晰地记得那个之前“被电击”的环境,以及哪个物体是“新见过”的。
基因调控:对海马体组织进行测序后发现,刺激上调了与突触形成、线粒体功能和抗炎反应相关的基因表达模块。其中一些分析鉴定了已知的与BDNF和CREB信号通路相关的靶点。
三、人类转化前景
这项研究的发现是首个在人脑中进行的概念验证,表明非侵入性迷走神经刺激可以增强衰老过程中的记忆功能。经皮耳迷走神经刺激是一种通过向耳朵皮肤输送低强度电流的、已获批准且安全的物理疗法。
本研究表明,每天进行一次耳迷走神经刺激,即使在没有任务学习的静息状态下,也可以通过驱动BDNF的翻译来增强海马体功能。该研究团队计划尽快开展一项为期6个月的随机对照试验,招募有主观记忆抱怨的无痴呆老年人。
来源:范德比尔特大学,《分子精神病学》,2026年3月11日