有研究表明,，阿爾茨海默癥（AD）的病理不僅限于大腦,，還延伸到視網(wǎng)膜。視網(wǎng)膜病變似乎反映出大腦中的疾病,。臨床上,，與健康人相比，AD患者的色彩和對(duì)比敏感度均顯著受損,。事實(shí)上,，視力障礙是這些患者最早出現(xiàn)的癥狀之一，尤其是對(duì)比敏感度的喪失和色覺(jué)改變,。

本文研究者創(chuàng)建了一種新型視覺(jué)刺激四臂迷宮(ViS4M),，專(zhuān)門(mén)用于檢測(cè)小鼠的視力變化，旨在評(píng)估小鼠的色彩和對(duì)比視覺(jué)以及運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知功能,。

阿爾茨海默癥

雖然目前還沒(méi)有有效的藥物可以治療阿爾茨海默癥,，但我們現(xiàn)在知道,，健康的飲食和規(guī)律的運(yùn)動(dòng)對(duì)于緩解癥狀非常重要。研究者們?nèi)栽趯?duì)其病因不斷探究中,，盡管還不清楚蛋白質(zhì)斑塊的堆積在多大程度上是病因,，但似乎發(fā)現(xiàn)其相關(guān)線(xiàn)索很重要。一些解剖學(xué)家認(rèn)為眼睛是大腦的一部分,，阿爾茨海默氏癥的一個(gè)鮮為人知的影響是,，它也會(huì)在早期輕度認(rèn)知障礙(MCI)階段影響眼睛的視網(wǎng)膜。蛋白質(zhì)斑塊會(huì)堆積,，神經(jīng)會(huì)退化,。

阿爾茨海默癥和視力

阿爾茨海默癥患者的色彩和對(duì)比敏感度嚴(yán)重受損，這會(huì)導(dǎo)致視覺(jué)障礙,，類(lèi)似于tritan色盲（藍(lán)色弱）,。人眼有三種視錐細(xì)胞來(lái)檢測(cè)顏色：紅色、藍(lán)色和綠色,?；加腥さ娜嘶加羞@種疾病的人藍(lán)色視錐細(xì)胞敏感度較低，可能難以區(qū)分紅色和紫色,，因?yàn)樗{(lán)色是紅色和紫色的區(qū)別,。白內(nèi)障和青光眼也有類(lèi)似的情況，但這兩種疾病是由于過(guò)濾了光線(xiàn)中的藍(lán)色,。據(jù)報(bào)道,，其他疾病也會(huì)出現(xiàn)藍(lán)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·德拉圖雷特綜合征等,，不僅限于阿爾茨海默癥,。

小鼠的色覺(jué)

雖然人類(lèi)和其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物都有紅色、藍(lán)色和綠色的視錐細(xì)胞,，但包括小鼠在內(nèi)的許多其他哺乳動(dòng)物只有兩種視錐細(xì)胞：從藍(lán)色到接近紫外線(xiàn)和綠色,。這意味著它們會(huì)看到有點(diǎn)像4%的紅綠色盲患者的顏色，但它們可以看到光譜藍(lán)色端和稍遠(yuǎn)點(diǎn)顏色的更多差異,。小鼠的視錐細(xì)胞相對(duì)較少,，為對(duì)光更敏感但單色（黑白）的視桿細(xì)胞留出了更多空間，使它們?cè)谌豕庀乱材芸吹们宄?/span>

材料和方法

研究測(cè)試了三組不同的非轉(zhuǎn)基因野生型小鼠,，每組代表不同的年齡：8.5個(gè)月大,、13個(gè)月大以及 18個(gè)月大的小鼠。在色彩測(cè)試模式中,，LED燈的光譜會(huì)創(chuàng)建四個(gè)色度和亮度不同的空間,，與小鼠的視覺(jué)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng),。

本研究定制了x形迷宮，由15厘米高的黑色有機(jī)玻璃墻,，以及半透明的白色地板組成,。每條臂垂直于兩個(gè)相鄰的臂，長(zhǎng)45厘米,，寬10厘米（圖 1A-1B）,。儀器的中心是中性區(qū)域，沒(méi)有白色半透明板,，正下方也沒(méi)有光源,。迷宮的地板用下面的LED照亮，發(fā)出亮度可變的紅,、綠,、藍(lán)和白光。由于小鼠看不到紅色,，所以在小鼠看來(lái)是黑暗的區(qū)域,，可以將其視為對(duì)照組。

圖1

通過(guò)打開(kāi)的頂部,，將小鼠放置在迷宮的中心,。讓小鼠自由探索迷宮 5 分鐘，在測(cè)試期間計(jì)算進(jìn)入次數(shù),。整個(gè)過(guò)程可以使用動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)跟蹤和分析小鼠的位置和運(yùn)動(dòng),。您可以在下面的視頻中看到實(shí)驗(yàn)中的小鼠探索ViS4M迷宮情況。

結(jié)果

對(duì)迷宮數(shù)據(jù)結(jié)果的解讀依賴(lài)于這樣一個(gè)事實(shí)：作為一種獵物,，小鼠自然會(huì)避開(kāi)明亮的區(qū)域,。并且傾向于按特定順序探索四個(gè)臂，然后再返回它們開(kāi)始的臂,。AD小鼠的活動(dòng),、移動(dòng)速度以及它們?cè)诓煌壑g移動(dòng)的頻率（交替百分比）急劇下降。它們?cè)?/span>8.5個(gè)月大時(shí)就表現(xiàn)出了這一點(diǎn),，而直到小鼠 13 個(gè)月大時(shí)才能檢測(cè)到記憶問(wèn)題,。

它們更喜歡紅色臂，在它們看來(lái),，紅色臂是黑色的,。

與白色臂相比，AD小鼠更喜歡綠色臂和藍(lán)色臂,，這表明AD小鼠存在顏色特異性視覺(jué)障礙,。不同顏色臂之間的轉(zhuǎn)換也存在顏色特異性影響。AD小鼠在白色臂和藍(lán)色臂之間移動(dòng)的次數(shù)少于正常小鼠,，這再次表明存在色覺(jué)障礙,。

總結(jié)

ViS4M 4臂彩色迷宮是評(píng)估小鼠顏色辨別和對(duì)比敏感度的靈敏工具,，與傳統(tǒng)的認(rèn)知測(cè)試相比，有助于提前發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默癥,。

參考文獻(xiàn)

Vit, J. et al. (2021b). Visual-stimuli Four-arm Maze test to Assess Cognition and Vision in Mice. Bio-protocol 11(22): e4234. 

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