科学家们能否精确定位大脑中衰老开始的地方？西雅图艾伦研究所的研究人员做到了这一点，他们通过分析数百万个单细胞，首次绘制了详细的大脑衰老细胞图谱，并确定了年龄相关变化首先出现的关键区域。
大脑就像一个庞大的城市，拥有数千个不同的“社区”，每个社区由独特的细胞类型组成，执行特定的功能。直到现在，研究人员还没有一份详细的“人口普查”，显示这些社区在城市老化过程中如何变化。这项发表在《自然》杂志上的研究，正好填补了这一空白，它检查了来自年轻成年小鼠（2个月大）和老年小鼠（18个月大）的细胞。虽然小鼠的衰老方式与人类不同，但这种比较大致反映了年轻成人和老年人大脑之间的差异。
研究人员分析了16个不同的脑区，覆盖了大约35%的小鼠脑总体积。他们识别出847种不同类型的细胞，并发现某些细胞群体，特别是称为胶质细胞的支持细胞，对衰老特别敏感。他们在下丘脑的第三脑室周围发现了显著的变化，下丘脑是大脑的主要控制中心，调节着诸如饥饿、体温、睡眠和激素产生等基本功能。
研究人员还观察到，随着大脑的老化，各种细胞类型显示出增加的免疫活动。特别是在小胶质细胞中，这些细胞是大脑的维护和免疫防御系统。他们也在边界相关巨噬细胞中发现了这种情况，这是一种免疫细胞。这些细胞在老年小鼠中表现出更强烈的炎症活动迹象，表明它们在努力维持大脑健康方面更加活跃。
研究团队还发现了沿脑室内充满液体的腔室排列的特殊细胞——室管膜细胞和第三脑室周围的星形细胞发生了引人注目的变化。
“我们的假设是，这些细胞类型可能变得不那么善于整合来自环境或我们摄入物质的信号，”首席作者凯利·金博士（Kelly Jin, Ph.D.）在一份声明中说。这种效率降低可能对全身的老化效应产生影响。
该研究还揭示了生产髓鞘的细胞发生了变化，髓鞘是包裹神经纤维的关键绝缘材料。就像电线周围的保护涂层一样，髓鞘有助于神经元有效沟通。研究人员发现，衰老影响了这些绝缘材料生成细胞的功能，这可能会影响大脑回路的工作效果。
最引人注目的是，研究人员在下丘脑中发现了特定的神经元群，在衰老过程中发生了显著变化。这些神经元帮助控制食欲、新陈代谢和全身的能量使用，显示出功能减弱和免疫活动增强的迹象。这一发现与先前的研究一致，即饮食因素（如间歇性禁食或热量限制）可能会影响寿命。
“衰老是阿尔茨海默病和其他许多破坏性脑部疾病最重要的风险因素。这些结果提供了一份高度详细的地图，显示哪些脑细胞可能最受衰老影响，”国家老龄化研究所主任理查德·J·霍德斯博士（Dr. Richard J. Hodes）说。
尽管这项研究是在小鼠中进行的，但其发现为理解人类大脑衰老提供了关键路线图。识别出特定的脆弱细胞类型和地区，使科学家们有了明确的目标，未来可以开发出维持大脑健康的疗法。
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