80岁"超级老年人"大脑运作如同50岁人群,科学家揭示原因
美国有线电视新闻网(CNN)报道——人类大脑随着年龄增长会逐渐萎缩,记忆力也随之衰退,这是生命进程的一部分。然而,有极少数被称为"超级老年人"(SuperAgers)的幸运个体,他们的大脑展现出非凡的抗衰老能力。这些人的记忆力如同30年前正值壮年的自己一样敏锐。
居住在芝加哥郊区帕拉丁市的卡罗尔·西格勒就是一位超级老年人。82岁时,她在跨文字游戏比赛中获得同龄组冠军,她笑称自己参赛"只是为了搞笑"。
"我曾两次参加《危险边缘》节目试镜,测试成绩足以获得现场试镜邀请,但新冠疫情突然爆发",西格勒在2022年85岁时接受采访时曾这样表示。
芝加哥西北大学梅萨姆认知神经学与阿尔茨海默病研究所精神病学与行为科学副教授塔玛尔·盖芬表示:"如今82岁的她依然精力充沛,正迈向90岁的人生新阶段。"
盖芬所在的西北大学超级衰老研究项目目前正跟踪研究113名超级老年人。在过去25年间,已有80位超级老年人在去世后捐献了脑组织,这些珍贵样本带来了多项突破性发现。本周四,《阿尔茨海默病与痴呆症》杂志刊登了该团队最新研究分析。
(以下为CNN与盖芬教授的访谈实录,内容经过轻微编辑和浓缩以确保清晰度)
CNN:您如何定义超级老年人?25年研究中发现了哪些行为特征?
塔玛尔·盖芬: 在我们的研究中,超级老年人必须年过八旬,经过严格认知测试。只有当他们的情景记忆能力(对日常事件和过往经历的回忆能力)达到甚至超越50-60岁健康人群水平时,才能被纳入研究。
我们筛查了近2000名自认为是超级老年人的个体,最终只有不到10%符合标准。25年间共研究过约300名超级老年人,其中许多人去世后捐献了大脑组织。
超级老年人的显著特征之一是高度社交性。他们重视人际关系,往往积极参与社区活动。这具有特殊意义,因为我们已知社会孤立是痴呆症风险因素,而保持社交活跃则是已知保护机制。
所有超级老年人都展现出自主性、自由度和独立性的共同特质。他们自主决策、按自己意愿生活。
我坚信成功老龄化不仅仅是社交活跃。当个体处于疾病等脆弱状态时,若感觉被束缚或受限制,会严重影响其心理健康。
但就健康行为而言,超级老年人表现差异显著。我们研究对象中有心脏疾病患者、糖尿病患者,有人缺乏运动,饮食习惯也未必优于同龄人。
有位超级老年人每晚饮用四杯啤酒,他笑着说"也许正是这点害了我,但永远无从知晓"。因为没有基因完全相同的双胞胎做对照,我们无法确定如果他戒酒,是否能从98岁活到108岁。
CNN:通过脑组织研究,关于记忆中枢有哪些重要发现?
盖芬: 我们的研究显示,负责注意力、动机和认知参与的前扣带皮层在超级老年人中更厚实,甚至比50-60岁人群的更发达。
在负责记忆的海马体区域,超级老年人的tau蛋白缠结数量仅为同龄普通人的三分之一。这种tau蛋白异常聚集正是阿尔茨海默症的关键标志。
阿尔茨海默症中,tau蛋白还会攻击负责维持日常注意力的胆碱能系统神经元,但这种现象在超级老年人大脑中并未出现。因此他们的胆碱能系统更强大,神经可塑性和适应性更强,具体机制尚不明确。
这很有趣,因为我在观察超级老年人时发现他们专注力极强。他们能够集中注意、积极参与和主动倾听。否则怎能解释他们在30分钟后回忆出15个随机单词中的13个?我想象他们用类似凿子的专注力把这些词语刻在大脑皮层上。
超级老年人的内嗅皮层细胞也更庞大健康。这个区域与海马体直接相连,是记忆和学习的关键枢纽。有趣的是,这是阿尔茨海默症最先攻击的区域之一。
在另一项研究中,我们细致测量了超级老年人内嗅皮层各层神经元尺寸。发现在第二层——这个信息传递最关键层级,超级老年人的内嗅神经元呈现出巨大、饱满、完整的形态。
这一发现令人震撼,因为这些神经元甚至比30多岁年轻人的还要大。这说明超级老年人神经元的结构完整性——如同建筑结构、骨骼支架更为坚固。
我们正在扩大对这些神经元的研究,分析其生化特征,确定特殊之处,并探索这些特征是否存在于超级大脑其他类型神经元中。这些特定神经元在阿尔茨海默症患者中是否特别脆弱?如果是,机制是什么?
CNN:研究显示超级老年人大脑对损伤、疾病和压力的反应有何特殊性?
盖芬: 我们正在研究超级老年人的大脑免疫系统,重点分析其免疫细胞如何应对外部疾病和压力调节。已知当炎症反应超过临界值时,将成为阿尔茨海默症和几乎所有神经退行性疾病细胞损失的主要因素。
与同龄人相比,超级老年人白质中激活的小神经胶质细胞(大脑常驻免疫细胞)更少。白质如同大脑的超级高速公路,负责不同区域间的信息传输。
工作机制是这样的:当大脑中出现抗原或疾病时,小神经胶质细胞会被激活。但在某些情况下,这些免疫细胞会过度活跃,导致炎症和可能的损害。
超级老年人大脑中活跃的小神经胶质细胞数量明显减少,其水平与30-50岁人群相当。这可能意味着超级大脑中的致病因子或毒素更少,因而不需要免疫细胞活跃反应。另一种可能性是他们的免疫细胞更高效地清除疾病因子或毒素,展现出更强的神经可塑性和适应性。
这些发现令人着迷——从细胞层面看,超级老年人的大脑免疫系统可能更强大或更具适应性,正如我们在内嗅皮层发现的细胞结构优势一样。
CNN:是否拥有保护大脑的"幸运基因"似乎全靠运气?这对未来意味着什么?
盖芬: 遗传因素相当复杂。这不仅关乎是否携带某个基因,更关乎内在和外在环境如何共同影响基因的表达方式——有些基因高表达,有些低表达,这就是表观遗传学的奥秘。
我们正在重点研究一组长寿、细胞修复、认知储备等相关的候选基因。
我对这方面研究充满期待,不仅因为这些基因可能通过遗传获得,更因为它们在细胞层面使每个神经元和免疫细胞都能更好地完成大脑内的特定工作。随着技术的飞速发展,我相信我们终将达到通过基因层面干预进行疾病预防或调节的可能性。
显然,阿尔茨海默症没有单一解决方案。尽管我们都期待简单疗法,但这不太可能实现。
需要多个团队、众多专家共同协作,开发个性化预防和治疗方案。我认为这完全可能,但需要时间。
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