有些人在八十多岁时,思维依然如同几十年前一样敏捷清晰。
一项新研究表明,他们的大脑可能在幕后做着特别的事情:比大多数同龄人长出更多的新神经元。
在这项研究中,患有阿尔茨海默病的人的大脑,其记忆中枢几乎看不到新神经元生长的迹象。
该研究来自伊利诺伊大学芝加哥分校、西北大学和华盛顿大学的研究人员。
神经发生的迹象
研究团队将焦点放在海马体上,这个区域与记忆密切相关。他们发现,“超老人”——即那些年过八旬但记忆力异常强健的人——其成年神经发生(即成年期生成新神经元的过程)最为活跃。
“这是理解人脑如何处理认知、形成记忆以及衰老过程的一大步,”伊利诺伊大学芝加哥分校教授奥利·拉扎罗夫说,“弄清楚为什么有些大脑比另一些更健康地衰老,可以帮助研究人员开发促进健康衰老、认知韧性以及预防阿尔茨海默病和相关痴呆症的治疗方法。”
成年人真的会长出新神经元吗?
神经元是神经系统的基本工作单元。每一次运动、每一种感觉和每一个想法都依赖于它们。长期以来,许多科学家认为你出生时就拥有你一生所有的神经元,然后慢慢失去它们。
这种观点在20世纪末开始转变,当时研究人员发现,新的神经元可以在整个生命过程中出现在至少一个大脑区域:海马体。这个观点——成年神经发生——在啮齿动物中得到了充分证实,但多年来,人们一直质疑它在成年人身上究竟能发生多少。
对灵长类动物的研究为这一概念增加了分量,并将神经发生与更健康的大脑衰老和更强的记忆力联系起来。尽管如此,这个问题在人类身上仍然出人意料地具有争议,部分原因是很难直接研究活人脑组织。
这项新研究提供了一个有力的证据。它支持了成年神经发生在人类中确实存在的观点,并表明它可能与认知韧性有关——那种在晚年仍能保持思维敏锐的罕见能力。
成年神经发生的阶段
研究团队分析了来自五组捐赠者的人脑样本:健康的年轻人、健康老年人、记忆力超群的老年人(超老人)、患有轻度或早期痴呆的人,以及被诊断患有阿尔茨海默病的人。超老人的样本来自80岁及以上、记忆力超群的捐赠者,来自西北大学;其他样本来自华盛顿大学。
研究人员没有只寻找一个单一的“新神经元”标记,而是寻找海马体中神经元生成管道的多个阶段。他们寻找可能成为神经元的干细胞、更进一步的神经母细胞,以及接近完全成熟的不成熟神经元。
“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,“所有这些都是这些海马体正在生长新神经元的迹象。”这一点很重要,因为用一个完整的发展轨迹来论证比用一个单一标记(可能被不同解释)要困难得多。
超老人是最“肥沃”的
在各组之间,模式非常引人注目。健康成年人显示出海马体可以形成新神经元的迹象。但超老人表现得异常活跃。他们的海马体显示出比典型老年人更多的神经元产生证据,研究团队将其视为一种生物“韧性标志”。
“超老人的神经发生量是其他健康老年人的两倍,”拉扎罗夫说,“他们大脑中的某些东西使他们能够保持卓越的记忆力。我相信海马体神经发生就是秘密成分,数据支持这一点。”
在光谱的另一端,已经处于认知衰退最早可检测阶段的人的大脑显示出很少的神经发生。而患有阿尔茨海默病的人的大脑则几乎没有显示出来。这种对比不容忽视:表现最好的老年大脑在制造新神经元方面最活跃,而受损最严重的大脑几乎在这方面“沉默”。
超越新神经元的数量
研究人员还注意到另一个可能同样重要的事情:新神经元携带不同的表观遗传特征,这取决于一个人的认知健康状况。表观遗传学通常被描述为告诉基因何时开启或关闭的一组指令。它由环境和生活经历塑造,可以影响细胞如何应对压力、炎症、饮食和其他信号。
在这项研究中,研究团队发现,与新神经元相关的“蓝图”在不同组之间存在差异。这暗示神经发生不仅仅是数量问题。这些细胞的质量和适应性——它们如何应对变化的条件——可能也是区分韧性大脑和脆弱大脑的部分原因。
这对衰老的意义
这项研究正值越来越多的人比以往任何时候都活得更长的时候。但活得更长并不自动意味着活得更好。许多家庭都经历过看着记忆和性格因痴呆症而改变的心碎。
“现代医学彻底改变了医疗保健,使得预期寿命比以往任何时候都长,”联合首席作者、伊利诺伊大学芝加哥分校教授贾利斯·雷曼说,“我们需要确保这种总体预期寿命的提高伴随着高质量的生活,包括认知健康。”
希望在于,理解超老人为何能维持神经发生,可以指向帮助更多人随着年龄增长保持记忆和思维能力的疗法或生活方式策略。
接下来是什么?
该研究并未声称促进神经发生会自动预防阿尔茨海默病。人类大脑很复杂,阿尔茨海默病涉及多种疾病过程。但研究结果确实表明,神经发生可能是故事中有意义的一部分,而且可能是可以受到影响的一部分。
雷曼表示,下一步是探索可能影响神经发生的环境和生活方式因素,包括饮食、运动和炎症。研究团队希望公众能从这项工作中得到一些希望。
“对公众来说,令人兴奋的是,这项研究表明衰老的大脑并非固定不变或注定衰退,”研究第一作者艾哈迈德·迪苏基说,“了解一些人如何自然地维持神经发生,为帮助更多成年人随着年龄增长保持记忆和认知健康的策略打开了大门。”
目前,最简单的结论是:一些老年人的大脑仍在建造新神经元。如果科学家能弄清楚超老人是如何做到的——以及为什么阿尔茨海默病大脑做不到——那将重塑我们对认知衰老以及未来“健康衰老”可能是什么样子的看法。
该研究发表在《自然》杂志上。
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