研究表明，阿爾茨海默癥（AD）的病理不僅局限于大腦，還涉及視網(wǎng)膜的變化。視網(wǎng)膜病變似乎能反映大腦內(nèi)的疾病情況。在臨床觀察中，阿爾茨海默癥患者的色覺和對比敏感度顯著低于健康人群。事實上，視力障礙是這些患者最早的癥狀之一，尤其是對比敏感度的下降和色覺的改變。
針對這一現(xiàn)象，研究者們開發(fā)了一種新型視覺刺激四臂迷宮（ViS4M），旨在檢測小鼠的視力變化，并評估它們的色彩感知、對比視覺以及運動與認知功能。盡管目前尚無有效藥物可以治愈阿爾茨海默癥，但已有證據(jù)表明，健康的飲食和規(guī)律的運動在癥狀緩解中發(fā)揮著重要作用。研究人員仍在深入探索其病因，盡管蛋白質(zhì)斑塊的積累在多大程度上與病因有關(guān)尚不明確，但發(fā)現(xiàn)相關(guān)線索顯然是重要的。
一些解剖學(xué)家認為，眼睛是大腦的一部分，阿爾茨海默癥的一個鮮為人知的影響是在早期輕度認知障礙（MCI）階段就會影響眼睛的視網(wǎng)膜，導(dǎo)致蛋白質(zhì)斑塊的積累和神經(jīng)退化。阿爾茨海默癥患者的色彩和對比敏感度受損，造成的視覺障礙與tritan色盲（藍色弱）相似。
人眼中有三種視錐細胞用于顏色檢測：紅色、藍色和綠色。患有三色盲的人士通常在藍色視錐細胞的敏感度上較低，可能難以區(qū)分紅色與紫色。在白內(nèi)障和青光眼的情況下，亦存在類似的癥狀，這兩種疾病會過濾光線中的藍色。此外，其他疾病也可能引起藍色辨別障礙，包括多發(fā)性硬化癥、帕金森病、亨廷頓舞蹈癥和吉爾·德拉圖雷特綜合征，而非僅限于阿爾茨海默癥。
對于小鼠而言，盡管人類和其他靈長類動物擁有三種視錐細胞，但許多哺乳動物（包括小鼠）只有兩種視錐細胞，分別對應(yīng)于藍色和綠色。這使得這些動物在顏色感知上與4%的紅綠色盲患者相似，但它們對光譜藍色端和其他顏色的區(qū)分更為敏感。小鼠的視桿細胞則相對較多，使其在低光環(huán)境中表現(xiàn)出色。
本研究測試了三組不同年齡的非轉(zhuǎn)基因野生型小鼠，分別為85個月大、18個月大和13個月大。色彩測試中，LED燈的光譜創(chuàng)建了四個不同色度和亮度的空間，以適應(yīng)小鼠的視覺系統(tǒng)。定制的迷宮由15厘米高的黑色有機玻璃墻和半透明的白色地面構(gòu)成。每條臂的尺寸為45厘米長、10厘米寬，迷宮中心設(shè)有中性區(qū)域，光源位于迷宮的底面，照亮了紅、綠、藍及白色區(qū)域。
在實驗中，小鼠被放置于迷宮中心并自由探索五分鐘，記錄其進入次數(shù)并通過動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)（EthoVisionXT）追蹤小鼠的位置與運動情況。實驗結(jié)果顯示，作為獵物的小鼠自然傾向于避開明亮區(qū)域，并通常以特定順序探索四個臂。阿爾茨海默癥小鼠的活動量、移動速度及在不同臂間的轉(zhuǎn)換頻率顯著降低，這一變化在85個月大的小鼠中已顯現(xiàn)出來，而記憶問題直到小鼠13個月大時才開始表現(xiàn)。
與白色臂相比，阿爾茨海默癥小鼠更偏愛綠色和藍色臂，顯示出其存在明顯的顏色特異性視覺障礙。此外，它們在白色臂和藍色臂之間的移動次數(shù)也明顯低于正常小鼠，再次表明了色覺障礙的存在。
總結(jié)而言，ViS4M四臂彩色迷宮作為評估小鼠顏色辨別和對比敏感性的靈敏工具，相較于傳統(tǒng)認知測試，更有助于早期發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默癥。這項研究不僅為小鼠視力變化的評估提供了新方法，還有助于推動生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究，進一步理解該疾病的機制。
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