核心要点
- 一项新的脑部MRI研究 pinpointed 人类生命周期中大脑布线的四个主要转折点:9岁、32岁、66岁和83岁。
- 理解这些里程碑有助于识别大脑布线何时及如何易受干扰。
- 大脑衰老因人而异,终身采取措施可改善或维持思维能力。
尽管衰老常被视为缓慢而稳定的进程,科学家发现与年龄相关的生理变化会在人生特定阶段以类似生长突增的方式集中爆发。
身体如此,大脑亦然。发表在《自然通讯》上的一项新研究发现,大脑关键结构变化发生在跨越生命周期的某些关键转折点。
剑桥大学神经科学研究员、该研究首席作者阿莱克莎·穆斯利博士指出,大脑发育并非沿生命周期平稳线性进行,其变化模式随年龄波动。
穆斯利博士及其团队发现,大脑在9岁、32岁、66岁和83岁左右发生显著重构。她表示,许多转折点与发育里程碑相符。例如,青春期约始于9岁,与大脑首个结构性转折点吻合。
另一个大脑转折点66岁,恰与痴呆症风险显著上升时期重合。
理解年龄相关大脑变化为何重要?
更清晰地了解大脑变化机制,未来或可帮助医疗人员识别预示疾病的异常变化,并开发针对根本病因的疗法。
穆斯利表示:"我们对生命周期中大脑连接的预期变化了解越多,就越能区分健康常态变化与疾病相关征兆。"
大脑历经五个独特阶段
为进行分析,剑桥大学医学研究理事会认知与脑科学组的科学家们研究了近4000名0至90岁人群的脑部MRI扫描。这些扫描生成弥散成像,通过追踪水分子在脑组织中的运动来绘制神经连接。
扫描比对揭示了大脑结构的五个主要时期,以及贯穿人类生命的四个转折点——随着成长、成熟最终衰退,大脑会重新布线以支持不同思维方式。
研究者将这些脑阶段描述为:
童年期(0-9岁)
大脑经历网络整合期。神经元间连接(即突触)先过度生成,后经修剪精简,活跃连接得以保留。这种整合与优化模式从出生持续至约9岁。
青春期(9-32岁)
白质(连接大脑不同区域的信息高速公路网络)体积持续增长。这些白质通道效率提升,使大脑在协调与信息共享方面更高效,从而支持认知功能与意识。
通常认为,介于童年与成年间的过渡阶段始于10岁左右,25岁中期结束。然而就大脑而言,青春期时长似乎更长。
穆斯利表示:"仅基于神经架构,我们发现类青春期的脑结构变化持续至30岁出头。我们的研究表明,9至32岁期间大脑重构模式保持一致。"
此阶段认知能力普遍提升的同时,心理健康障碍风险也同步增加。
穆斯利指出:"既往研究显示,约三分之二将患心理健康障碍者在25岁前发病,多数集中于15岁左右。因此,结构模式变化可能与心理健康风险上升相关是合理假设。"
成年期(32-66岁)
相比早期快速成熟,此阶段大脑网络发育放缓,成为最长的无重大变化期。这种稳定性也对应着智力与人格的平台期。
虽未在研究中探讨,但这种稳定恰逢人生更准备承担成人责任的时期。
底特律亨利·福特医疗集团神经心理学家达娜·R·康纳博士(未参与本研究)表示:"尽管此阶段未见显著认知突增,但大脑稳定性支撑着管理职业、育儿、人际关系及日常成人事务所需的思维效率。事实上,人们常将30至50岁描述为自信与能力最强的阶段。"
早期衰老期(66-83岁)
此阶段大脑部分连接减弱,整体结构较此前更分化为若干小型高度互联区域群组。
穆斯利表示,尚不清楚此阶段重构是否对应潜在脑退化,这或可解释该年龄痴呆症风险上升。
但研究者指出,此阶段与身体健康变化同步。例如,高血压风险在此阶段增加,而长期高血压与认知衰退、加速脑老化及更高痴呆风险相关。
康纳博士表示,此阶段脑变化可能转化为思维能力变化。"该年龄段人群处理信息可能稍慢,学习新事物需更多重复,回忆姓名需额外几秒,或更依赖清单与惯例。"她解释道,"这些被视为正常年龄相关变化,并非脑部疾病或痴呆征兆。"
晚期衰老期(83-90岁)
脑结构进入最终阶段,连接性进一步下降。脑区功能显著转变,从全局处理(把握整体图景)转向局部聚焦(关注特定细节)。
大脑青春期持续至32岁
康纳表示,新研究阐明了大脑何时及如何经历此前未明确定义的生长突增。
加州大学河滨分校心理学副教授、该校老化与神经认知成像实验室首席研究员伊莱娜·贝内特博士(未参与研究)认为,青春期时长是意外发现。
贝内特博士表示:"我惊讶于此青春期发育阶段竟跨越如此宽泛的年龄段——9至32岁。此期间存在诸多情感、认知与生活方式变化,我原预期会引发更多阶段内变化。"
健康生活方式促进大脑年轻化
研究者指出,该调查主要局限在于:研究对象为不同年龄段的群体而非追踪同一批人,因此科学家无法探究个体生命中转折点的具体性质。
康纳强调,这些模式并不总与个体衰老体验完全对应。
"大脑差异极大,"她解释道,"其受整体健康、生活方式、压力及生活经验等多重因素影响。即使大脑存在自然转折点,重要的是记住:在每个年龄,我们对思维与感受状态拥有巨大影响力。"
规律运动、健康饮食、持续优质睡眠及参与认知刺激活动均被证实可提升大脑健康。
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