科学家们正在深入解析身体活动对大脑健康与衰老的具体作用。作为一名神经科学家兼跑步爱好者,我经常思考日常习惯如何塑造我们的大脑。目前我们拥有的重要工具之一,是通过核磁共振扫描估算个体的"大脑年龄"。与自然年龄不同,大脑年龄反映的是大脑组织的实际健康程度和恢复能力。
研究人员已利用大脑年龄模型研究痴呆症到抑郁症等多种疾病。但直到这项最新研究之前,很少有人探索生活方式因素如何影响大脑健康。这项发表在《Health Data Science》上的研究,通过加速度计测量运动量并结合先进神经成像技术,首次系统性地探讨了体力活动与大脑年龄的关联。
追踪运动,扫描大脑
研究团队利用全球最大的生物样本库之一——英国生物银行(UK Biobank)的数据,分析了16,972名参与者的两项关键数据:结构性核磁共振扫描和加速度计读数。通过1,425个图像衍生表型(IDPs)构建大脑年龄预测模型,计算出大脑年龄差(BAG)。当BAG值为正时,意味着大脑加速衰老。
加速度计数据将体力活动分为三个强度等级:轻度(如遛狗)、中度(可交谈的慢跑)和剧烈(间歇跑、全力冲刺)。研究人员同时追踪了运动频率和持续时间。
大脑年龄数据揭示
研究显示,运动量与大脑年龄差呈U型关系。适度运动(每周约150分钟中等强度)可显著减缓大脑衰老,而运动量过低或过高均与加速的大脑衰老相关。有趣的是,不同运动强度本身并未对结果产生显著影响。
生物学机制可能包括:轻度运动可能减少脑部血流,导致营养供应不足并抑制脑源性神经营养因子(BDNF)分泌;而过度训练可能引发脑部炎症加速衰老。这意味着日常运动既要避免久坐不动,也要避免连续高强度训练。
研究局限性
研究存在三个主要限制:仅基于相关性而非因果性;参与者平均年龄62岁且以白人为主;加速度计数据仅记录一周活动情况。这可能影响结果在年轻运动员群体中的适用性。
研究意义
这项研究具有重要价值:首次使用客观可穿戴设备数据替代主观问卷;提出BAG指标可同时评估运动对心血管健康和大脑健康的影响。未来可能据此制定既提升运动表现又延缓大脑衰老的个性化训练方案。
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