顛覆認知：過度活躍的神經元可能加速老化

日本名古屋大學的研究團隊發現，與老化相關的認知功能下降，主要是由於某些神經元隨著時間的推移過度活化，而非神經元活動的減少。這項研究發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上，並指出透過飲食調整等方式來限制神經元的過度活化，可能有助於減緩與老化相關的認知衰退。

健康的大腦功能依賴於神經元之間高效且緊密的連結。傳統上，老化相關的認知衰退被歸因於神經元活動的逐漸減少。然而，這項研究挑戰了這一觀點，並強調神經元過度活化是神經老化的關鍵因素。

名古屋大學的野間健太郎副教授帶領的研究團隊，以線蟲為實驗物件，探討了神經元過度活化與老化過程中大腦功能下降之間的因果關係。研究人員利用線蟲（Caenorhabditis elegans）進行實驗，這種線蟲僅有一毫米長，壽命約為兩週，並擁有302個神經元，能夠表現出多種行為。由於線蟲與人類共享許多基因和機制，研究人員認為線蟲大腦功能隨時間下降的原因可能也適用於人類。

這項研究利用了線蟲的「趨溫性」行為，這是一種基於關聯學習的行為。當線蟲在攝氏23度的環境中與食物共存時，它們會在溫度梯度環境中移動到23度的位置；但如果環境中沒有食物，它們則不會表現出這種行為。這表明線蟲能夠將食物的存在與環境溫度進行關聯學習。

研究的第一作者比塔·瑪麗亞·阿萊奧霍表示：「我們之前的研究發現，線蟲的關聯學習能力會隨著時間下降，我們原本認為這是由於神經元活動的減少。然而，在最新的研究中，我們發現與關聯學習密切相關的AFD感覺神經元和AIY中間神經元的活動幾乎沒有隨年齡變化。」

研究人員進一步探討了六種被認為與關聯學習相關的神經元（包括感覺神經元AWC和ASI，以及中間神經元AIZ、AIB、RIA和AIA）線上蟲大腦中被移除後的行為變化。令人驚訝的是，當移除AWC或AIA神經元後，線蟲仍能移動到23度的位置。

研究人員還測量了老年線蟲的神經元活動，發現AWC和AIA神經元會隨著年齡增長而自發且過度活化。野間副教授解釋：「這表明這兩種神經元的過度活化會破壞正常的神經網路，使線蟲無法執行趨溫性行為。」

此外，研究人員發現，透過改變線蟲的食物來源（細菌種類），可以抑制神經元的過度活化並防止行為衰退。這意味著，人類或許也能透過飲食調整來預防大腦老化。

野間副教授總結道：「過去我們傾向於關注神經元活動的減少，但我們的研究結果可能會讓人們轉而關注神經元的過度活化。我們將繼續研究線蟲，以確定如何減少神經元的過度活化來改善大腦功能。我們相信這將有助於理解大腦功能老化的基礎。」

參考文獻：Binta Maria Aleogho等人，《異常神經元過度活化導致線蟲隨年齡增長的