以色列和美国科学家的开创性研究表明,“超级老人”的大脑可能比同龄人产生更多的新神经元。
年龄在80岁以上、能够像五六十岁认知健康的普通人一样回忆日常事件和过往个人经历的成年人,被称为超级老人。
研究人员表示,这项经过同行评审的发现可能为设计健康老龄化的疗法铺平道路。
这项发表在《自然》杂志上的研究由奥莉·拉扎罗夫(Orly Lazarov)领导,她是伊利诺伊大学芝加哥分校医学院的教授,也是阿尔茨海默病及相关痴呆症培训项目的主任。她曾在以色列魏茨曼理工学院获得博士学位。
其他研究人员包括塔玛尔·格芬(Tamar Gefen),她是西北大学范伯格医学院精神病学和行为科学副教授,同时也是西北大学梅苏拉姆认知神经学和阿尔茨海默病研究所的神经心理学家,以及华盛顿大学的科学家。
“我们一直说,超级老人表明衰老的大脑可以保持生物活性、适应性强、灵活,但我们不知道原因,”格芬在一份大学声明中说道。
科学家发现,超级老人产生的新神经元数量是健康同龄人的两倍,是阿尔茨海默病患者的两倍半。这可能有助于解释为什么他们的记忆力随年龄增长依然保持强劲。
研究人员还在超级老人的海马体中发现了一种独特的“韧性特征”,这种特征支持新神经元的生成和存活。
“这是朝着理解人类大脑如何处理认知、形成记忆和衰老迈出的一大步,”拉扎罗夫说。“弄清楚为什么有些大脑比其他的更健康地衰老,可以帮助研究人员为健康老龄化、认知韧性以及预防阿尔茨海默病和相关痴呆症制定疗法。”
研究死后大脑中的海马体
科学家检查了来自五个组的捐赠脑样本:健康的年轻人、健康的老年人、患有轻度或早期痴呆的个体、被诊断为阿尔茨海默病的患者,以及超级老人。
样本中的超级老人大脑来自年龄在80岁或以上、具有非凡记忆技能的捐赠者。
研究人员使用一种名为多组学单细胞测序的先进单细胞技术,检查了来自海马体区域的近35.6万个单个细胞核。
这项技术使研究人员能够读取基因活性和DNA的可及性,从而识别出发育中脑细胞的不同阶段,包括祖细胞(干细胞早期后代)、未成熟神经元和成熟神经元。
“可以把成年神经发生的阶段想象成婴儿、幼儿和青少年,”拉扎罗夫说。“所有这些都表明这些海马体正在生长新的神经元。”
结果表明,健康成年人中的确存在海马体新神经元的形成。此外,超级老人比同龄人更积极地产生新神经元。这就是他们的“韧性特征”。
“超级老人的神经发生量是其他健康老年人的两倍,”拉扎罗夫说。“他们大脑中有某种东西使他们能够保持卓越的记忆力。我认为海马体神经发生是秘密成分,数据支持这一点。”
来自认知衰退最早阶段(症状出现之前)个体的脑样本显示出最小的神经发生,而被诊断为阿尔茨海默病的患者几乎不产生新神经元。
“长期以来,人们普遍认为脑细胞不会更新,”伊利亚·斯坦布勒(Ilia Stambler)博士说,他担任以色列Vetek(老年)协会——长寿与生活质量运动的董事长兼首席科学官。斯坦布勒未参与这项研究。
然而,他说,过去20年来,“越来越多的证据”表明神经发生在认知韧性中起着关键作用。
“这项新研究为神经发生在认知韧性中的作用提供了更多证据,尤其是那些在极端高龄仍保持非凡身体和认知能力的超级老人,”斯坦布勒说。
这项研究为改善认知障碍的早期诊断提供了“新的希望”,他说。“并且它可能为我们所有人提供了最大的希望:健康长寿是可以实现的。”
在他们的研究中,科学家说他们在海马体中发现了一种特定的生物学模式,显示了在衰老过程中保持认知活跃与丧失心智能力之间的区别。
研究人员表示,这项研究首次识别出超级老人大脑与典型老年人大脑之间的遗传差异。
“这是生物学上的证据,证明他们的大脑更具可塑性,”格芬说,“并且是一个真正的发现,表明海马体中年轻神经元的神经发生可能是一个促成因素。”
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