'超级老人'大脑背后的科学The science behind the 'super-ager' brain

环球医讯 / 认知障碍来源:www.yahoo.com美国 - 英语2026-03-05 02:48:28 - 阅读时长7分钟 - 3031字
最新研究表明,"超级老人"(80岁以上且记忆力相当于比自己年轻20-30岁人群的长者)的大脑具有独特的遗传优势,其海马体中新生神经元数量是普通老年人的两倍,这解释了他们卓越的认知能力。芝加哥伊利诺伊大学医学院的研究人员发现,超级老人的大脑展现出"韧性特征",能够更好地应对衰老过程,同时在记忆力和认知功能方面表现优异。这项发表在《自然》杂志上的研究首次揭示了超级老人与普通老年人之间的基因差异,为理解健康老龄化机制提供了新视角,对预防阿尔茨海默病等神经退行性疾病具有重要启示意义。
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'超级老人'大脑背后的科学

研究表明,随着年龄增长仍能保持认知敏锐的老年人相比同龄人具有遗传优势。

芝加哥伊利诺伊大学医学院的科学家发现,所谓的"超级老人"在海马体——大脑中对学习和记忆至关重要的部分——产生的新神经元数量是普通老年人的两倍。他们的研究于周三发表在《自然》杂志上。

"这一发现意味着超级老人拥有一种分子能力,使他们能够保持更高的[认知]表现,包括更多的神经发生,"研究合著者、伊利诺伊大学芝加哥分校阿尔茨海默病及相关痴呆症培训项目主任奥莉·拉扎罗夫(Orly Lazarov)说。"神经发生是大脑中最深远的可塑性形式之一。"

她说,换句话说,超级老人的大脑更具"适应性"。

西北大学芬伯格医学院梅苏拉姆认知神经学和阿尔茨海默病研究所创始人M. 马塞尔·梅苏拉姆(M. Marsel Mesulam)博士创造了"超级老人"这一术语,根据他的定义,超级老人是指80岁或以上、通过延迟单词回忆测试确定其记忆力相当于至少比自己年轻20-30岁人群的个体。

在新研究中,拉扎罗夫和她的同事研究了来自五组已故成年人的38个大脑:40岁及以下的健康成年人、健康的老年人、处于认知衰退早期阶段的人、被诊断患有阿尔茨海默病的人以及超级老人。这六个超级老人的大脑由西北大学的"超级老龄化计划"(SuperAging Program)捐赠,该计划去年庆祝了成立25周年。

研究人员检查了脑组织样本中不同发育阶段的神经元。研究表明,与健康老年人相比,超级老人的新神经元或"未成熟"神经元数量是前者的两倍。与阿尔茨海默病患者相比,超级老人的此类神经元数量是前者的2.5倍。

直到20世纪中叶,人们还认为哺乳动物出生时大脑中的神经元数量是固定的。科学家在20世纪60年代和70年代发现了啮齿动物和灵长类动物中的成年神经发生现象。

尽管此后研究已经确认了人类存在这种现象——在海马体称为齿状回的部分——但证据参差不齐,且这一过程尚未被充分理解。

"我们已经确定了这一过程在啮齿动物和灵长类动物中对学习和记忆的作用,"拉扎罗夫说。"人类大脑是否以类似方式运作对我们来说是一个非常关键的问题。"

拉扎罗夫的研究表明,成年人大脑不仅能够生成新神经元,而且这种能力与年龄和认知状态相关。

拉扎罗夫表示,超级老人的大脑展现出"韧性特征"。"它们能够应对衰老并在认知方面表现良好。"

此外,她的团队发现,两种细胞——星形胶质细胞和CA1神经元的变化——有助于调节衰老海马体中的记忆和认知。

不过,作者表示,该研究也有局限性:样本量较小,且人类脑样本之间通常存在大量差异。

根据西北大学超级老龄化计划的说法,这项研究首次发现了超级老人与普通老年人之间的基因差异。

"这些人在八九十岁,突然你会发现他们仍然有正在重新连接的未成熟神经元,"该计划联合主任、也是本研究合著者的塔玛尔·格芬(Tamar Gefen)说。"毫无疑问,他们的海马体与其他人类的完全不同。"

该计划在与这种异常健康的大脑相关的其他发现方面也有所突破,从个性特征到神经异常。格芬表示,超级老人通常将自己描述为外向型。他们还拥有更多的冯·埃科诺莫神经元(von Economo neurons),这些神经元与社交行为有关。

"我们一次又一次地听到,社交对健康老龄化的重要性,以及反过来说,老年时期孤立的有害影响,"她说。

格芬补充说,超级老人还倾向于随遇而安,乐于接受新体验,自我描述的神经质水平较低。

健康的人类大脑会随着年龄增长而萎缩,阿尔茨海默病会加剧这一进程。然而,在2017年发表在《美国医学会杂志》上的一项研究中,西北大学研究人员发现,超级老人的大脑比同龄人的大脑萎缩速度更慢。

2021年,格芬和她的同事在《大脑皮层》(Cerebral Cortex)杂志上发表的研究显示,超级老人对神经纤维缠结(或tau蛋白缠结)具有抵抗力,这种异常蛋白质堆积与阿尔茨海默病相关。

在免疫方面,超级老人既有问题也有答案。大脑中有名为小胶质细胞的免疫细胞,这些细胞在神经退行性疾病患者中会被激活。在2019年发表在《衰老神经科学前沿》(Frontiers in Aging Neuroscience)杂志上的一项研究中,格芬的团队发现,与痴呆症患者相比,超级老人不仅激活的小胶质细胞更少,而且其数量与30至40岁年轻人群相似。

从某种意义上说,这项新研究表明超级老人赢得了基因彩票。

"我想我们很幸运,"西北大学超级老龄化计划的参与者塞尔·亚克利(Sel Yackley)说。"我们正在产生新的神经元。"

这位86岁的芝加哥人开玩笑说,她一直在履行"超级老人的职责"。也就是说,她编织、去健身房、制作珠宝、在合唱团唱歌,并热衷于完成每日待办事项清单。亚克利目前不能太多进行面对面社交,但她优先通过电话、电子邮件和Zoom与朋友保持联系。

亚克利表示,她为自己是超级老人感到自豪,但并非不受与年龄相关的认知障碍影响。

"有些事情我记得就像昨天一样,但有些事情我会忘记,"她说。

弗吉尼亚州北部因诺瓦脑健康和记忆障碍计划(Inova Brain Health and Memory Disorders Program)的医学主任詹妮弗·保德拉伊(Jennifer Pauldurai)博士表示,即使不是超级老人,人们在整个成年期也可以做很多事情来支持大脑健康。她说,现在是优先考虑认知健康的时候了——远在自然衰退或痴呆症发生之前。

"我喜欢超级老龄化的概念,因为它给了我们很多控制权。痴呆症和阿尔茨海默病的发病率只增不减。我们活得更长,这意味着事情正在崩溃,"未参与这项研究的保德拉伊说。"但如果有机会让我们让这种崩溃不那么剧烈,我们应该讨论它。"

这项最新研究证明了大脑的可塑性,保德拉伊建议将大脑想象成一块黏土。有些人可能生来就拥有更高质量的黏土,但它仍然可以在一生中被塑造,以建立和培育神经通路。

然而,一块被忽视的黏土会变硬,变得难以处理。

"如果我们不积极使用大脑,如果我们不保持认知上的健康和投入,如果我们一生中不保持身体活跃,我们的大脑就会发生类似的情况,"保德拉伊说。

她说,保持整体健康对保持大脑柔韧性也至关重要,她指出,管理不善的慢性疾病或未经治疗的心理创伤等因素可能会影响神经元生长。

"在[黏土]罐子出现大量裂缝之前讨论预防性医疗保健和大脑健康要容易得多,"她说。"我宁愿谈论这个,也不愿谈论我目前还没有阿尔茨海默病的治疗方法。"

前记者亚克利将她的认知韧性部分归功于她的职业道路。

"我有一颗好奇的心,"她说。"我跟进了很多故事,采访了很多人——可能与我的神经元有关。"

她对非超级老人的建议是:不仅要保持忙碌,还要保持参与。

"别担心年龄,"亚克利说。"只要保持身心活跃。"

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