科学家们确定，大脑形状随年龄变化的方式可能预示痴呆症的早期迹象。
专家们发现，理解大脑如何衰老的最佳方法不是检查各个部分，而是研究其整体结构以及不同区域如何相互作用。
在一项大型研究中，来自美国加利福尼亚州尔湾和西班牙特内里费的研究人员使用脑部扫描来测量这些形状变化。他们发现，随着人们年龄增长，大脑并非均匀萎缩。相反，它以特定方式改变形状。
负责基本功能（如呼吸和心跳）的大脑底部区域，以及对某些认知功能至关重要的前部区域，往往会向外扩张。
对语言功能至关重要的顶部区域，以及参与视觉处理和运动控制的后部区域，则往往会向内压缩。
大脑左右两侧匹配区域之间的距离，特别是在前部，也会增加。
大脑半球的物理分离是左右脑之间交流和协调减少的有力指标。当半球之间的连接减弱时，大脑网络变得效率低下。
这些在多组人群中得到证实的特定形状变化，直接与较差的认知技能（如推理能力）相关联，标志着认知障碍的明确身体信号。
科学家们现在认为，理解大脑衰老的关键在于研究其整体结构和区域间的相互作用，而不是孤立地分析各个部分。
随着美国人口继续老龄化，美国痴呆症发病率预计将在未来几年激增，目前估计病例将从目前的700万增加到2060年的近1300万。
正常的老化过程是大脑逐渐萎缩。平均而言，60岁以后，大脑每年萎缩约0.2%。到80岁时，大脑可能比30岁时小10%至15%。
该研究的高级作者、西班牙特内里费拉古纳大学教授尼尔斯·詹森博士说："大多数大脑衰老研究都集中在不同区域损失了多少组织。我们发现的是，大脑的整体形状以系统性方式发生变化，而这些变化与某人是否表现出认知障碍密切相关。"
为了揭示大脑形状如何随年龄变化，研究人员进行了一项大规模脑部测绘项目。
他们从30至97岁的成年人中获取了包含2600多份脑部扫描的庞大数据集，其中一些人患有痴呆症。他们使用一组大型扫描作为主要测试组，使用第二组完全独立的扫描来双重验证结果。
他们以两种方式测量了大脑的几何形状，包括其形状和形式。首先，他们通过在大脑外表面虚拟放置400个点来观察大脑的全局形状。
然后，他们测量了大脑左右两侧匹配点之间的距离，创建了一个详细的地图，显示大脑哪些区域在扩张或压缩。
这一分析测量了大脑左右两侧匹配区域之间的物理分离。图A显示，随着年龄增长，这种分离增加，颞叶和额叶区域尤为显著。图B揭示，这种分离早期始于大脑深层区域，中年时扩散到大脑前部和后部，最终在最年长的群体中伴随着特定顶叶区域的挤压。
其次，他们测量了左右半球中特定伙伴区域之间的距离。最后，他们将这些物理测量与现实世界功能联系起来。
使用高级统计方法，他们测试了这些扩张和压缩模式是否与参与者的年龄、他们在记忆和推理测试中的表现以及他们是否曾被诊断出认知问题相关联。
这使他们不仅能看到大脑如何改变形状，还能了解这些特定变化如何影响一个人的认知能力。
衰老的大脑经历特定而显著的重塑，不仅仅是整体萎缩。特定的扩张和压缩模式与人们的脑部健康密切相关。
记忆问题与颞叶区域（通常被称为记忆中心）的扩张相关联。研究中最引人注目的发现之一涉及内嗅皮层，这是内侧颞叶中记忆的重要枢纽。
研究表明，与年龄相关的大脑重塑可能会将这一脆弱区域物理性地挤压到颅底。
由于该区域也是阿尔茨海默病中毒性tau蛋白首先积聚的地方，研究团队提出，这些机械力和重力可能是其极端脆弱性的先前未知原因。
该研究的合著者、加利福尼亚大学尔湾分校神经生物学家迈克尔·亚萨博士说："这可能有助于解释为什么内嗅皮层是阿尔茨海默病病理的零点。如果衰老的大脑逐渐以某种方式移动，将这一脆弱区域挤压到刚性边界上，可能会为损害生根创造完美的风暴。了解这一过程为我们思考阿尔茨海默病的机制和早期检测的可能性提供了全新的方式。"
规划和推理等执行功能较差与顶叶区域的压缩相关联，这些区域用于整合信息和视觉。
在临床上有损伤的人（如痴呆症诊断）中看到的模式比健康衰老中更为明显，表明这种重塑会随着疾病而加速。
詹森说："这不仅仅是测量大脑萎缩的问题。它是关于观察大脑结构如何应对衰老，以及这种结构如何预测谁更可能在记忆和思考方面遇到困难。"
大脑几何形状可作为痴呆症生物标志物的结论，标志着阿尔茨海默病和其他涉及海马体和额叶皮层萎缩的痴呆症诊断的范式转变。
他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
大脑某些部分的下垂可能在大量细胞死亡发生之前很久就能检测到。
常规MRI可以被分析以检测这一点。特定的扩张和压缩模式可以在记忆测试显示明显问题前几年就将患者标记为高风险。
神经科医生可以检查患者的脑部地图，识别出高度特定于阿尔茨海默病的模式，如强烈的颞叶扩张与顶叶压缩配对，而不是表明另一种疾病的模式，从而提供更准确的诊断和针对性治疗计划。
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