科学家已确定，大脑形状随年龄的变化可指示痴呆症的早期征兆。专家发现，理解大脑衰老的最佳方式并非单独检查特定区域，而是研究其整体结构及不同区域间的相互作用。
在一项大型研究中，来自美国加利福尼亚州尔湾和西班牙特内里费的研究人员通过脑部扫描测量这些形状变化。他们发现，人脑并非均匀萎缩，而是以特定方式改变形状：负责呼吸和心跳等基本功能的脑底部区域，以及对某些认知功能至关重要的前部区域，倾向于向外扩张；而主管语言功能的顶部区域，以及参与视觉处理和运动控制的后部区域，则倾向于向内压缩。大脑左右两侧对称区域之间的距离（尤其是前部区域）也会增大。
大脑半球的物理性分离是左右脑通信与协调能力下降的强有力指标。当半球间连接减弱时，大脑网络效率降低。这些在多组人群中得到验证的特定形状变化，直接关联到推理等认知技能的衰退，标志着认知障碍的明确生理信号。
随着美国人口老龄化加剧，痴呆症发病率预计将在未来数年激增，当前估算病例数将从现有的700万上升至2060年的近1300万。正常衰老的一个特征是大脑逐渐萎缩，平均而言，60岁后大脑每年萎缩约0.2%。到80岁时，大脑体积可能比30岁时缩小10%至15%。
本研究高级作者、西班牙特内里费拉古纳大学教授尼尔斯·扬森博士表示：“大多数脑衰老研究聚焦于不同区域的组织损失量。我们发现的是，大脑整体形状以系统性方式变化，而这些变化与个体是否出现认知障碍紧密相关。”
为揭示大脑形状如何随年龄变化，研究人员开展了一项大规模脑部测绘项目。他们从30至97岁成年人中获取超过2600份脑部扫描数据（部分受试者患有痴呆症），使用一组主要扫描数据作为测试组，并用完全独立的第二组数据验证结果。
研究人员通过两种方式测量大脑几何结构（包括形状和形态）：首先，在大脑外表面虚拟放置400个点以分析全局形状；随后测量左右脑对称点之间的距离，绘制大脑扩张或压缩的详细图谱。其次，测量左右半球特定对应区域间的距离。最终，将这些物理测量结果与实际功能关联。
通过高级统计分析，他们检验了扩张与压缩模式是否与受试者年龄、记忆力及推理测试表现，以及是否被诊断认知问题相关联。这使他们不仅观察到大脑形状变化方式，还揭示了这些特定变化如何影响认知能力。
衰老大脑经历特定而显著的重塑，而非单纯整体萎缩。扩张与压缩的特定模式与脑健康状况强相关：记忆力问题与颞叶区域（即记忆中心）扩张相关。研究最显著发现之一涉及内嗅皮层——内侧颞叶中关键的记忆枢纽。研究表明，年龄相关的大脑重塑可能使这一脆弱区域受压于颅骨基部。
由于该区域也是阿尔茨海默病中毒性tau蛋白最先堆积处，研究团队提出，这些机械性和重力作用可能是其极端脆弱性的先前未知原因。加利福尼亚大学尔湾分校神经生物学家、本研究合著者迈克尔·亚萨博士表示：“这有助于解释为何内嗅皮层是阿尔茨海默病病理的重灾区。若衰老大脑以挤压该脆弱区域的方式逐渐移动，可能为损伤滋生创造完美风暴。理解这一过程为我们提供了思考阿尔茨海默病机制及早期检测可能性的全新视角。”
执行功能（包括规划和推理）下降与整合信息和视觉的顶叶区域压缩相关。临床认知障碍患者（如痴呆症诊断者）所呈现的模式比健康衰老更为显著，表明该重塑过程随疾病进展而加速。扬森博士强调：“这不仅关乎测量脑萎缩，更关乎观察大脑结构如何响应衰老，以及该结构如何预测谁更可能遭遇记忆和思维困难。”
研究结论指出，大脑几何结构可作为痴呆症生物标志物，标志着阿尔茨海默病及其他涉及海马体与额叶皮层萎缩的痴呆症诊断范式的转变。相关发现已发表在《自然·通讯》期刊上。
大脑特定部位的下垂可能在大规模细胞死亡发生前就被检测到。常规磁共振成像即可分析此现象，特定扩张与压缩模式可在记忆测试显现明确问题前数年标记高风险患者。神经科医生可检查患者脑部图谱，识别高度特异于阿尔茨海默病的模式（如强烈颞叶扩张伴顶叶压缩），或指示其他疾病的模式，从而实现更精准诊断和靶向治疗方案。
【全文结束】
