有研究表明，阿尔茨海默症（AD）的病理不仅限于大脑，还延伸到视网膜。视网膜病变似乎反映出大脑中的疾病。临床上，与健康人相比，AD患者的色彩和对比敏感度均显著受损。事实上，视力障碍是这些患者最早出现的症状之一，尤其是对比敏感度的丧失和色觉改变。

本文研究者创建了一种新型视觉刺激四臂迷宫(ViS4M)，专门用于检测小鼠的视力变化，旨在评估小鼠的色彩和对比视觉以及运动和认知功能。

阿尔茨海默症

虽然目前还没有有效的药物可以治疗阿尔茨海默症，但我们现在知道，健康的饮食和规律的运动对于缓解症状非常重要。研究者们仍在对其病因不断探究中，尽管还不清楚蛋白质斑块的堆积在多大程度上是病因，但似乎发现其相关线索很重要。一些解剖学家认为眼睛是大脑的一部分，阿尔茨海默氏症的一个鲜为人知的影响是，它也会在早期轻度认知障碍(MCI)阶段影响眼睛的视网膜。蛋白质斑块会堆积，神经会退化。

阿尔茨海默症和视力

阿尔茨海默症患者的色彩和对比敏感度严重受损，这会导致视觉障碍，类似于tritan色盲（蓝色弱）。人眼有三种视锥细胞来检测颜色：红色、蓝色和绿色。患有三色盲的人患有这种疾病的人蓝色视锥细胞敏感度较低，可能难以区分红色和紫色，因为蓝色是红色和紫色的区别。白内障和青光眼也有类似的情况，但这两种疾病是由于过滤了光线中的蓝色。据报道，其他疾病也会出现蓝色辨别障碍，包括多发性硬化症、帕金森病、亨廷顿舞蹈症和吉尔·德拉图雷特综合征等，不仅限于阿尔茨海默症。

小鼠的色觉

虽然人类和其他灵长类动物都有红色、蓝色和绿色的视锥细胞，但包括小鼠在内的许多其他哺乳动物只有两种视锥细胞：从蓝色到接近紫外线和绿色。这意味着它们会看到有点像4%的红绿色盲患者的颜色，但它们可以看到光谱蓝色端和稍远点颜色的更多差异。小鼠的视锥细胞相对较少，为对光更敏感但单色（黑白）的视杆细胞留出了更多空间，使它们在弱光下也能看得清楚。

材料和方法

研究测试了三组不同的非转基因野生型小鼠，每组代表不同的年龄：8.5个月大、13个月大以及 18个月大的小鼠。在色彩测试模式中，LED灯的光谱会创建四个色度和亮度不同的空间，与小鼠的视觉系统相对应。

本研究定制了x形迷宫，由15厘米高的黑色有机玻璃墙，以及半透明的白色地板组成。每条臂垂直于两个相邻的臂，长45厘米，宽10厘米（图 1A-1B）。仪器的中心是中性区域，没有白色半透明板，正下方也没有光源。迷宫的地板用下面的LED照亮，发出亮度可变的红、绿、蓝和白光。由于小鼠看不到红色，所以在小鼠看来是黑暗的区域，可以将其视为对照组。

图1

通过打开的顶部，将小鼠放置在迷宫的中心。让小鼠自由探索迷宫 5 分钟，在测试期间计算进入次数。整个过程可以使用动物运动轨迹跟踪系统(EthoVision XT)跟踪和分析小鼠的位置和运动。您可以在下面的视频中看到实验中的小鼠探索ViS4M迷宫情况。

结果

对迷宫数据结果的解读依赖于这样一个事实：作为一种猎物，小鼠自然会避开明亮的区域。并且倾向于按特定顺序探索四个臂，然后再返回它们开始的臂。AD小鼠的活动、移动速度以及它们在不同臂之间移动的频率（交替百分比）急剧下降。它们在8.5个月大时就表现出了这一点，而直到小鼠 13 个月大时才能检测到记忆问题。

它们更喜欢红色臂，在它们看来，红色臂是黑色的。

与白色臂相比，AD小鼠更喜欢绿色臂和蓝色臂，这表明AD小鼠存在颜色特异性视觉障碍。不同颜色臂之间的转换也存在颜色特异性影响。AD小鼠在白色臂和蓝色臂之间移动的次数少于正常小鼠，这再次表明存在色觉障碍。

总结

ViS4M 4臂彩色迷宫是评估小鼠颜色辨别和对比敏感度的灵敏工具，与传统的认知测试相比，有助于提前发现阿尔茨海默症。

参考文献

Vit, J. et al. (2021b). Visual-stimuli Four-arm Maze test to Assess Cognition and Vision in Mice. Bio-protocol 11(22): e4234. DOI: https://10.21769/BioProtoc.4234.

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