褪黑素调控老年雄性大鼠海马与前额叶皮层神经元过度兴奋并增强睡眠振荡改善认知功能

为解决老年认知衰退与神经元过度兴奋问题，研究人员开展褪黑素(Melatonin)对24月龄雄性Wistar大鼠干预研究。通过局部场电位(LFP)记录、新物体识别测试和qPCR技术，发现10 mg/kg剂量腹腔注射30天可显著降低海马与前额叶皮层超兴奋性，增强δ/θ振荡和睡眠纺锤波振幅，改善记忆功能并抑制促炎因子表达，为衰老相关认知障碍提供多靶点干预策略。

　　

衰老常伴随记忆减退等认知功能下降，这与海马(hippocampus)和前额叶皮层(prefrontal cortex)等关键脑区的神经元过度兴奋(hyperexcitability)及睡眠相关振荡波紊乱密切相关。研究表明，褪黑素可能成为对抗年龄相关认知障碍的潜在治疗剂。实验采用24月龄雄性Wistar大鼠，通过腹腔注射(intraperitoneally)给予10 mg/kg剂量褪黑素持续30天干预。

研究人员运用局部场电位(local field potentials, LFP)技术记录脑电活动，新物体识别测试(novel object recognition test)评估记忆功能，定量PCR(qPCR)检测炎症和淀粉样蛋白生成(amyloidogenesis)标志物表达水平。结果显示：褪黑素治疗显著降低神经元超兴奋性，同步增强慢波睡眠标志性的δ振荡(1-4Hz)和与记忆巩固相关的θ振荡(4-8Hz)，睡眠纺锤波(sleep spindle)振幅也明显提升，这些神经电生理改善与记忆功能提升呈正相关。

分子层面发现，褪黑素能选择性抑制白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等促炎因子表达，但对β-淀粉样蛋白前体蛋白(APP)等淀粉样蛋白生成相关基因无显著影响。该研究揭示褪黑素可能通过三重机制——调节神经元兴奋性、优化睡眠振荡节律、抑制神经炎症(neuroinflammation)——来改善衰老过程中的认知功能衰退。