研究表明，阿尔茨海默症（AD）的病理不仅局限于大脑，还扩展至视网膜，视网膜的病变似乎能够反映大脑中的疾病状况。临床观察发现，与健康个体相比，AD患者在色彩和对比敏感度方面均显著受损。视力障碍常常是AD患者最早出现的症状之一，特别是对比敏感度的下降和色觉的变化。
本文的研究者开发了一种新型视觉刺激四臂迷宫（ViS4M），这是专门为检测小鼠视力变化而设计的工具，旨在评估小鼠的色彩和对比视觉以及其运动和认知功能。尽管目前尚无有效药物能治愈阿尔茨海默症，但我们已知健康饮食和规律运动对缓解症状至关重要。研究人员仍在深入探讨该疾病的病因，尽管蛋白质斑块的积累究竟在多大程度上是病因仍未明确，但发现与其相关的线索极具重要性。一些解剖学家认为，眼睛实际上是大脑的一部分，而阿尔茨海默症对于眼睛的影响在早期轻度认知障碍（MCI）阶段尤为明显，蛋白质斑块会在视网膜内积累，导致神经退化。
在阿尔茨海默症患者中，色彩与对比敏感度的严重缺失可能导致类似于tritan色盲（蓝色弱）的视觉障碍。人眼内有三种视锥细胞用于检测颜色：红色、蓝色和绿色，但三色盲患者的蓝色视锥细胞敏感度较低，可能会对红色与紫色之间的区别感到困难。此外，白内障和青光眼等疾病也会引起类似的蓝色辨别障碍，并且这种障碍不仅限于阿尔茨海默症，疾病如多发性硬化症、帕金森病、亨廷顿舞蹈症等也会出现蓝色辨别问题。
关于小鼠的色觉，虽然人类及其他灵长类动物拥有三种视锥细胞，而许多其他哺乳动物如小鼠则仅有两种视锥细胞：一种用于检测蓝色（接近紫外线），另一种用于绿色。这使得小鼠能感知与约4%的红绿色盲患者相似的颜色，但它们能在蓝色光谱端及其他颜色中更好地区分变化。小鼠的视锥细胞数量相对较少，因而让它们的视杆细胞拥有更多空间，从而在低光环境中也能看得清楚。
在本研究中，测试了三组不同年龄的非转基因野生型小鼠，分别为85个月、13个月和18个月，以代表不同的生理状态。在色彩测试模式中，通过LED灯的光谱创建四个不同色调和亮度的区域，与小鼠的视觉系统进行了匹配。本研究定制了x形迷宫，由黑色有机玻璃墙和半透明白色地板组成，迷宫的四条臂均与相邻臂垂直，长45厘米，宽10厘米。迷宫的中央是一个中性的区域，没有光源。地板用LED灯照明，发出红、绿、蓝和白的可变亮度光。由于小鼠无法感知红色，因此在它们的视野中，红色区域显得黑暗，可视作对照组。
在迷宫内，研究者们让小鼠在开放的顶部被放置于中心，并让其自由探索5分钟。在这一过程中，记录鼠标进入各个臂的次数。全程使用动物运动轨迹跟踪系统（EthoVisionXT）监测和分析小鼠的位置及活动。测试结果表明，作为自然猎物，小鼠通常会避免明亮区域，且倾向于特定顺序探索四个臂，然后返回起始臂。AD小鼠的移动活动及速度，以及在不同臂间的活动频率（交替百分比）显著下降，这在85个月大时即表现出来，而直到小鼠13个月大时才开始显现记忆问题。显而易见，它们更偏好尽管在它们看来是黑色的红色臂。
与白色臂相比，AD小鼠更青睐绿色与蓝色臂，显示出其间存在颜色特异性的视觉障碍。不同颜色臂间的转换亦存在颜色特异性影响，AD小鼠在白色臂与蓝色臂间移动的次数少于正常小鼠，再次证实了其色觉障碍的存在。
总之，ViS4M四臂彩色迷宫是一种敏感的评估小鼠颜色辨别和对比敏感度的工具，相较于传统的认知测试，能够更早期地发现阿尔茨海默症的迹象，以帮助更多患者。
关注尊龙凯时公众号，获取更多产品信息和学术文章，助力生物医疗领域的研究与探索！