上海交通大学医学院附属松江医院、上海交通大学医学院松江研究院、中国科学院昆明动物研究所曾健雄课题组与哈尔滨医科大学第四附属医院马学玲教授合作在世界著名学术期刊《Nature》子刊《Molecular Psychiatry》杂志发表了题为“Microbial infection promotes amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer’s disease via modulating γ-secretase”的研究论文，揭示了普遍感染人群的疱疹病毒（HSV-1）中枢感染促进阿尔茨海默症病理进程的分子机制。

说起阿尔茨海默症，它不仅是一个疾病，也是一个残酷的社会问题。随着人口老龄化的加剧，神经退行性疾病，如阿尔茨海默病（俗称老年痴呆症）、帕金森病等，患病人数正不断增加，例如我国目前有超过900万的阿尔茨海默病患者，居世界首位，65岁以上老年人群中其患病率为4%～7%。这些疾病严重影响着患者的认知、行为和日常生活能力，给家庭和社会带来沉重的负担，目前尚无有效的根治手段。幸运的是，国家科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目，即“中国脑计划”，其中在神经退行性疾病的诊断、治疗和预防方面取得了显著的进展。

● 脑科学在神经退行性疾病中的研究进展

脑科学通过研究大脑的结构和功能，为我们理解神经退行性疾病的发病机制提供了新的视角。利用先进的成像技术，如磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET），科学家们能够观察到神经退行性疾病患者大脑中的结构变化和代谢异常。这些变化包括神经元的丢失、突触连接的减少以及特定脑区的功能衰退等。

除了成像技术，脑科学研究还涉及分子生物学、遗传学、病理学等多个领域。通过这些研究，科学家们发现神经退行性疾病往往与特定的基因变异、蛋白质异常积聚以及神经炎症等有关。例如，在阿尔茨海默病患者的大脑中，科学家们发现了β-淀粉样蛋白的异常沉积和神经元纤维缠结的形成，这些都被认为是疾病发病的关键因素。

● 类脑研究在神经退行性疾病中的应用

类脑研究，作为人工智能领域的一个分支，模仿大脑的工作原理来构建智能系统。在神经退行性疾病的研究中，类脑研究发挥着越来越重要的作用。通过构建神经网络模型来模拟大脑的认知和记忆过程，科学家们能够更好地理解神经退行性疾病如何影响这些过程。

例如，在阿尔茨海默病的研究中，科学家们利用深度学习技术构建了神经网络模型来模拟大脑的记忆机制。他们发现，当模型中的某些神经元被“损坏”或“丢失”时，模型的记忆能力会显著下降，这与阿尔茨海默病患者记忆丧失的症状非常相似。通过这些模型，科学家们不仅能够更深入地理解疾病的发病机制，还能够测试潜在的治疗方法。

此外，类脑研究还为神经退行性疾病的早期诊断和病情监测提供了新的工具。通过分析患者的神经影像数据和行为数据，科学家们能够训练出能够识别疾病特征的机器学习模型。这些模型可以帮助医生更准确地诊断疾病，并监测疾病的进展情况。

● 研究成果到临床转化

脑科学和类脑研究在神经退行性疾病方面取得的研究成果正在逐步转化为临床应用。在诊断方面，基于神经影像和机器学习技术的诊断方法已经开始应用于临床实践。这些方法能够更准确地识别出神经退行性疾病的早期症状，为患者提供更及时的治疗。

在治疗方面，脑科学研究揭示的疾病发病机制为新药研发提供了靶点。例如，针对阿尔茨海默病中的β-淀粉样蛋白沉积和神经炎症等病理过程，科学家们正在开发能够抑制这些过程的药物。同时，基于神经网络模型的类脑研究也为神经退行性疾病的康复治疗提供了新的思路。通过训练患者的认知能力、改善大脑的可塑性等方法，有可能帮助患者恢复部分功能。

除了诊断和治疗外，脑科学和类脑研究还在预防神经退行性疾病方面发挥着重要作用。通过深入了解疾病的发病机制和风险因素，科学家们可以制定更加有效的预防策略。例如，通过改善生活方式、降低心血管疾病风险等方法来降低神经退行性疾病的发病率。

● 挑战与展望

尽管脑科学和类脑研究在神经退行性疾病方面取得了显著的进展，但仍面临许多挑战和未知领域。首先，神经退行性疾病的发病机制非常复杂，涉及多个基因、蛋白质和环境因素的相互作用。因此，要全面解析这些疾病的发病机制仍需要更多的研究努力。

其次，在临床转化方面，虽然一些新的诊断方法和治疗策略已经显示出潜力，但仍需要经过严格的临床试验来验证其有效性和安全性。此外，由于神经退行性疾病的异质性和个体差异较大，因此针对不同患者的个性化治疗策略也是未来研究的重要方向。

最后，随着技术的不断进步和数据的不断积累，脑科学和类脑研究有望在神经退行性疾病的预测、早期诊断、精准治疗以及康复护理等方面发挥更大的作用。同时，这些研究还将为我们提供更多关于大脑工作机制的宝贵知识，推动神经科学和人工智能等领域的持续发展。

● 结语

脑科学与类脑研究在神经退行性疾病方面的探索与应用为我们带来了新的希望和挑战。通过深入研究大脑的工作机制和模拟大脑的智能系统，我们有望更好地理解这些疾病的本质，并为患者提供更有效的诊断和治疗方法。然而，这一过程仍充满未知和挑战，需要科学家们不懈的努力和探索。让我们期待“中国脑计划”在未来为神经退行性疾病患者带来更多福音。

本作品由上海交通大学医学院附属松江医院健康科普团队原创

作者：刘影，上海交通大学医学院附属松江医院全科主治医师

通讯作者：沈华，上海交通大学医学院附属松江医院全科副主任医师

图源：由作者构图后AI再创作

基金项目：上海市松江区2023年度科普项目（2023SJKPZ016）

来源: 沈华医生工作室