
山羊用撞头来确立统治地位、玩耍或探索环境。图片来源:TAVIPHOTO/ISTOCK
近日,研究人员在爱撞头的1岁山羊身上发现了神经退行性变化的早期迹象。这表明,山羊有望成为研究人类头部损伤与神经退行性变化联系的动物模型。相关成果公布于预印本平台bioRxiv。
山羊通过撞头来决定谁是羊群里的老大,这也是它们玩耍或探索新事物的方式。因此人们常认为,山羊的头骨形状和强壮的颈部肌肉能使头部免受伤害。而上述研究挑战了这一假设。
“这项研究得出的结论相当有说服力。”美国宾夕法尼亚大学的Ramon Diaz-Arrastia说,研究人员一直用大鼠和小鼠作为研究脑损伤的动物模型,但啮齿动物大脑和人类差异很大,这可能是临床前发现难以转化为人体试验的部分原因。
美国阿拉巴马大学的Nicole Ackermans于2022年首次在撞头的野生动物中发现了神经退行性变化的迹象,如死亡的麝牛大脑含有异常的tau蛋白。在人类中,这些缠结的tau蛋白与阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关,并可能在头部受伤后形成。这引起了Ackermans的注意,但追踪野生动物的损伤随时间的累积不太可行。这时,山羊进入了她的视野。
Ackermans团队从农场获得了3只6个月大的公山羊,并将它们转移到附近一所农学院。在那里,研究人员用摄像头记录了山羊6个月的撞头行为。每个月,研究人员都会采集它们的血液、唾液和脑液样本,寻找脑损伤的生物标志物。在研究开始和结束时,他们用正电子发射断层扫描-磁共振成像系统对山羊大脑进行了扫描,以确定结构性损伤情况。
在6个月里,3只山羊每天共撞头227次。研究结束时,这些约1岁的山羊未出现大规模脑损伤,在走简单的迷宫时也没有出现记忆障碍。然而,它们似乎累积了轻微脑损伤。一些生物标志物,特别是胶质纤维酸性蛋白(GFAP)—— 一种大脑免疫细胞在应对损伤或疾病时释放的蛋白质,超过了健康个体的水平。团队对山羊实施了安乐死并检查它们的大脑,从中发现了异常的tau蛋白以及活跃的免疫细胞,这是一种典型的损伤反应。但在两只更年轻的山羊大脑中并没有异常tau蛋白。
Ackermans说,目前尚不清楚这些标志物能否在不同物种间进行直接比较,但看起来确实“产生了一些创伤”。对如此年轻的动物而言,只有轻微影响是说得通的。不过,就像随着积累,经常遭受头部撞击的运动员的损伤越来越多,并且认知影响在晚年才显现出来一样,这些山羊受到的损伤也会随时间积累。
英国哈珀亚当斯大学的Holly Vickery表示,那些可以养到十几岁的奶山羊和种山羊,并未出现类似痴呆症的症状。而它们撞头的频率可能不如研究中的山羊。
Ackermans说,找到山羊脑损伤发展为全面神经退行性疾病的“临界点”是她的下一个目标。是撞头10万次吗,还是必须撞得非常用力,回答这些问题有助于揭示脑损伤在人体中如何发展为疾病。
与啮齿动物不同,山羊天然表达tau蛋白和β-淀粉样蛋白等,后者是人类神经退行性变化的另一个关键因素。此外,山羊大脑褶皱结构更接近人类。Diaz-Arrastia说,较大、有褶皱的大脑受到撞击的影响,与较小、较光滑的啮齿动物大脑不同。而且山羊会自我损伤,研究人员无需通过诱导产生伤害。(徐锐)
相关论文信息:
https://doi.org/10.64898/2026.06.26.734585
《中国科学报》 (2026-07-22 第2版 国际)