摘要： 一项突破性研究揭示，衰老不仅改变人类大脑的大小，还改变其形状，重塑与记忆和推理能力下降相关的区域。研究人员发现，随着年龄增长，大脑的下部和前部区域向外扩张，而上部和后部区域向内压缩。这些几何变形与认知表现密切相关，并可能解释为何内嗅皮层（关键的记忆中枢）特别容易受到阿尔茨海默病的影响。该发现将大脑形状作为一种有前景的新生物标志物，用于早期检测神经退行性疾病风险。
关键事实：
- 形状重于大小： 衰老的大脑显示出可测量的变形——扩张和压缩——与认知衰退相关。
- 与阿尔茨海默病的关联： 形状变化可能对内嗅皮层造成物理压力，而阿尔茨海默病的病理变化首先出现在该区域。
- 早期检测潜力： 大脑几何结构可能作为一种预测性标志物，在痴呆症状出现前几年就能识别风险。
消息来源： 加州大学欧文分校
一项由加州大学欧文分校学习与记忆神经生物学研究中心研究人员领导的新研究发现，衰老以可测量的方式改变大脑的整体形状。
研究团队没有仅关注特定区域的大小，而是采用新型分析方法观察大脑形态随时间的位移和扭曲。
一个显著的研究启示是，形状变化对内侧颞叶中一个名为内嗅皮层的小型但关键记忆中枢的潜在影响。信用来源：神经科学新闻。分析显示大脑形状发生实质性改变，这些改变与记忆、推理及其他认知功能的衰退密切相关。这表明大脑形状可作为其整体健康状况的可靠指标。
该研究发表在《自然通讯》期刊上，并获得美国国立卫生研究院下属国家衰老研究所的支持。
"大多数关于大脑衰老的研究聚焦于不同区域组织损失的程度，"资深作者、西班牙拉古纳大学教授兼CNLM访问学者尼尔斯·扬森博士表示，"但我们发现大脑的整体形状以系统性方式变化，这些变化与个体是否出现认知障碍密切相关。"
研究团队分析了2600多份年龄跨度从30岁至97岁的脑部扫描图像。他们发现，大脑的下部和前部区域向外扩张，而上部和后部区域向内压缩。这种不均匀的重塑在认知能力下降的老年个体中尤为明显。
例如，后部压缩更显著的个体表现出更差的推理能力，表明这些几何标记物与大脑功能直接相关。此外，这些模式在两个独立数据集中得到重复验证，强化了这些形状变化作为衰老标志的一致性。
该研究的一个显著启示是，形状变化对内侧颞叶中内嗅皮层（关键记忆中枢）的潜在影响。研究表明，这些形状变化可能将这一脆弱区域物理性地挤压至坚硬的颅骨基底。
值得注意的是，内嗅皮层是tau蛋白（一种与阿尔茨海默病相关的毒性蛋白）最先积累的区域之一。研究团队的发现表明，机械力和重力作用可能有助于解释为何该区域在阿尔茨海默病中如此容易遭受组织损失——这一疾病机制此前未被充分考虑。
"这有助于解释为何内嗅皮层是阿尔茨海默病病理的'零点区域'，"研究合著者、CNLM主任兼詹姆斯·L·麦高UGH冠名讲席教授迈克尔·亚萨博士表示，"如果衰老的大脑逐渐以挤压这一脆弱区域抵近刚性边界的方式位移，可能为损伤扎根创造'完美风暴'。理解这一过程为我们思考阿尔茨海默病机制及早期检测可能性提供了全新视角。"
研究人员表示，他们的几何学方法最终可能提供识别痴呆风险的新标记物，甚至在症状出现前数年就能实现，这也是团队在疾病最早阶段理解风险机制的更大努力的一部分。
"这不仅关乎测量大脑萎缩，"扬森补充道，"而是观察大脑架构如何响应衰老，以及这种架构如何预测谁更可能在记忆和思维方面遇到困难。"
该工作通过加州大学欧文分校与西班牙拉古纳大学的合作实现，由共同第一作者尤丽莎·埃斯卡兰特和珍娜·亚当斯博士主导分析。
该研究强调了国际合作伙伴关系在应对公共卫生最紧迫挑战中的重要性。
"我们刚刚开始揭示大脑几何结构如何塑造疾病，"亚萨表示，"但这项研究表明，答案可能就藏在显而易见之处——在大脑自身的形状中。"
关键问题解答：
Q: 衰老如何影响大脑结构？
A: 它不仅改变体积，还改变整体形状——某些区域扩张而其他区域压缩，影响大脑功能表现。
Q: 这对阿尔茨海默病研究为何重要？
A: 研究发现表明，形状变化带来的机械应力可能解释为何阿尔茨海默病损伤始于特定区域。
Q: 观察大脑形状能否帮助更早诊断痴呆症？
A: 是的。追踪大脑几何结构可能在认知症状出现前很久就识别出高风险个体。
关于本阿尔茨海默病研究新闻
作者： 托马斯·瓦西奇
消息来源： 加州大学欧文分校
联系方式： 托马斯·瓦西奇 – 加州大学欧文分校
图片说明： 图片由神经科学新闻网提供
原始研究： 开放获取。
"衰老对大脑空间几何的约束" 由尼尔斯·扬森等人著，《自然通讯》
摘要
衰老对大脑空间几何的约束
与孤立评估单个区域的变化相比，通过测量复杂空间几何差异可能更准确地捕捉与年龄相关的大脑结构变化。
我们应用一种分析方法，通过量化大脑整体形状的扩张和压缩以及跨半球同源区域之间的距离，来评估与年龄相关的大脑空间解剖学变化。
为测试整体大脑形状和区域距离如何受衰老影响，我们分析了2603份结构磁共振成像（年龄范围：30−97岁）。
年龄增长与下-前梯度上的整体扩张、上-后梯度上的整体压缩以及额颞叶同源区域间的区域扩张相关联。
特定模式的整体和区域扩张与压缩进一步与临床功能障碍相关，并明确关联到不同认知领域的缺陷。
这些发现表明，衰老大脑复杂空间解剖学和几何结构的变化可能与老年人效率降低和认知功能障碍相关。
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