感染會造成記憶喪失嗎？

本篇文章主要探討一項新的研究，研究細菌引發的發炎反應與長期認知障礙之間的關聯。最近透過Noldus PhenoTyper和EthoVision XT所獲得的結果顯示，這種關聯性值得進一步的研究。

細菌感染重要嗎？

中樞神經系統(CNS)的細菌感染已知會引發長期的神經系統併發症，並可能導致成人與兒童出現嚴重的感染性腦部功能障礙。最新的研究指出，中樞神經系統(CNS)感染可能會在長達15年的時間內增加罹患失智症的風險，而阿茲海默症與免疫反應之間的關聯性也早已被廣泛證實。

不幸的是，雖然現有的治療方式可以抑制發炎反應，但在預防感染後的認知功能退化方面，效果仍然有限。這表示出我們急切需要新的且有效的治療方式來減少或逆轉神經損傷，這也突顯出持續研究感染對大腦長期影響的重要性。

為了了解細菌引發的神經發炎與感染後認知變化之間的關係，奧克拉荷馬大學健康科學中心的研究人員使用Noldus的PhenoTyper與EthoVision XT，在實驗鼠身上進行了一系列實驗。這樣的實驗設計讓研究人員能夠探討，全身性以及中樞神經系統感染如何逐漸影響學習能力、記憶力以及整體決策能力。

神經發炎與記憶喪失：感染後認知退化的測試

為了了解感染與決策能力之間的關聯，Cassidy及其研究團隊(2023年)讓小鼠接觸兩種李斯特菌的其中之一：一種是能夠感染大腦的野生型神經侵入性菌株，另一種則是缺乏listeriolysin O基因、無法進入中樞神經的突變菌株。第三組小鼠則只接受假注射(PBS，磷酸鹽緩衝溶液)，而所有小鼠都接受了為期14天的抗生素治療。

在注射後的第1個月或第4個月，研究人員對小鼠進行了一系列行為測試，以評估其學習與記憶能力。這些測試包括在配有Cognition Wall的Noldus PhenoTyper籠子進行含有獎勵的辨識任務，並透過上方攝影機搭配EthoVision XT軟體進行小鼠移動與決策行為的全程追蹤。自動化的籠子觀察與數據分析平台(AHCoDA)讓研究人員能夠隨時間分析每隻老鼠的決策模式，以此了解之前的感染是否有影響牠們的表現。

背後的故事：神經科學與免疫系統

在行為實驗結束之後，研究人員收集了大腦樣本，想看看T細胞的變化，是否和觀察到的學習、記憶和決策能力變差有關，以此了解發炎到底是怎麼影響感染後的認知功能。

高階的行為追蹤技術和自動化的神經科學工具，如何讓研究人員更深入了解背後的機制？

PhenoTyper和Cognition Wall：自動化的籠子行為測試系統

• 為了減少操作時帶來的壓力，老鼠會被單獨放在裝有Cognition Wall的自動化 PhenoTyper籠子裡，並在裡面接受了四天的訓練。
• 在第1到第2天，最左邊的門會出現食物獎勵，用來測試老鼠能不能分辨正確的門。
• 到了第3和第4天，步驟反過來，變成最右邊的門才有食物獎勵。老鼠要放棄原本的習慣，重新學一個新規則，這是在測試牠們的「反轉學習」能力。
• 你是不是需要一種不打擾動物、又能持續追蹤的方式，來挖掘更深入的研究結果？

使用EthoVision XT自動追蹤動物的表現

• 上方的紅外線攝影機會即時把資料傳送到EthoVision XT軟體，讓系統可以追蹤每隻老鼠的移動路徑、他們有沒有走對門，以及探索行為的變化。
• 自動化追蹤不需要人工記錄，能更精確地測量學習速度，還能抓到那些細微的行為差異和學習模式。
• 想要在不打擾動物的情況下，持續追蹤他們的行為，挖掘更深入的研究結果嗎？

用AHCoDA就能做到持續、不打擾動物的行為監測

• 為了減少老鼠的壓力，並能長時間、不打擾地監測他們，這些數據都整合進了AHCoDA系統裡。
• 這套系統能記錄數百到數千次的行為次數（實驗），產生穩定、可靠又客觀的數據，還能挖掘出傳統或人工方法容易忽略的細節。
• 高效率、無偏差的數據蒐集方式，會不會讓你的研究更快推進？

出乎意料的發現，為未來研究帶來新啟發

這項研究提供了關於神經發炎和認知之間的重要新發現。

逐漸惡化：認知功能受損不只是在李斯特菌感染恢復之後還持續存在，甚至還會越來越嚴重。像是在感染後4個月，老鼠的決策表現就比1個月時還要明顯變差。

全身性發炎會影響行為表現：就算是接觸到不會侵入神經系統的李斯特菌，老鼠也會出現認知能力下降和決策障礙，說明即使是大腦以外的發炎，也會影響中樞神經系統的功能，像是學習和決策。

這些研究結果跟人類的疾病狀況有不少相似之處，例如：慢性或反覆感染可能會導致認知功能越來越退化。同時也突顯一個問題，就是短期使用抗發炎藥物其實有很多限制，因為這些藥物無法真正處理感染引起的大腦功能異常，也沒辦法預防感染後出現的認知變化。

結論：細菌感染真的不能忽視 - 讓我們對神經科學和免疫系統有了新的認識

雖然神經發炎和認知之間的關係還有很多不清楚的地方，但這項研究已經很明確地告訴我們，細菌感染真的不能小看，因為不論是感染大腦本身，還是身體其他部位，都會明顯影響行為和大腦運作。

研究人員把幾種自動化的神經科學工具結合起來使用，包括使用Phenotyper在籠子裡做非侵入式的行為測試、用EthoVision XT自動追蹤移動，以及透過AHCoDA進行客觀的數據分析，結果發現發炎會導致學習和決策上的一些細微變化。一起來了解Noldus的PhenoTyper和EthoVision XT怎麼幫你的研究加分吧！

感染後造成的長期認知衰退，讓我們意識到兩件事很重要：一是要發展能應對感染引發大腦問題的治療方法，二是要更深入了解神經科學和免疫系統之間的關聯。

參考資料：

Cassidy, B. R., Logan, S., Farley, J. A., Owen, D. B., Sonntag, W. E. & Drevets, D. A. (2023).

Progressive cognitive impairment after recovery from neuroinvasive and non-neuroinvasive Listeria monocytogenes infection

Front. Immunol. 14, 1146690