建模寿命期内的大脑衰老与韧性揭示新的个体因素Modeling brain aging and resilience over the lifespan reveals new individual factors

环球医讯 / 健康研究来源:medicalxpress.com加拿大 - 英语2026-09-14 10:37:36 - 阅读时长6分钟 - 2977字
最新研究突破了传统认知衰老的单一模型,强调生物、社会及生活方式因素的复杂交互。德克萨斯大学奥斯汀分校的团队发现,即使轻度抑郁也会导致执行功能障碍,进而影响记忆,且此效应在非裔和墨西哥裔美国人中更显著。不列颠哥伦比亚省西蒙弗雷泽大学的学者则通过自然情境实验(如观看电影)发现,老年人在日常环境中认知功能退化并不明显,并提出了基于回忆练习的干预策略。研究呼吁采用更多元化数据,以构建个性化的大脑韧性模型,为抑郁症、痴呆症等疾病的诊疗提供新路径,同时也帮助健康个体优化认知。
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建模寿命期内的大脑衰老与韧性揭示新的个体因素

年龄不仅仅是一个数字。神经科学家曾将认知衰老视为一条单一的趋势线,但现在他们认识到巨大的个体差异需要更具预测性和个性化的方法。随着他们不断发现随时间影响认知的更多因素,他们意识到模拟衰老大脑需要比传统采集的数据更加多样化。

“我们需要认识到,人们如何衰老既是一个生物过程,也是一个社会过程,”西蒙弗雷泽大学的Randy McIntosh说,他正在主持认知神经科学学会(CNS)年会的一个关于大脑韧性的研讨会。“这意味着不存在单一的分子或单一的蛋白质可以作为健康大脑衰老的生物标志物;必然是某种组合。捕捉大脑内部发生的事与环境和文化之间的交叉点很难,但这也是一个令人兴奋的机会,尤其是在这个机器学习时代。”

事实上,正如在加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华举行的CNS会议上所展示的那样,研究人员现在正超越fMRI扫描仪,将广泛的数据纳入他们对寿命期内认知的研究,包括睡眠、血管健康、宗教信仰和生活方式等方方面面。

与此同时,他们也在扩大研究对象范围,向更具人群代表性的样本迈进,并改变测试大脑健康的条件——从完全受控的实验室任务转向更自然的环境,比如观看电影。新数据显示,例如,即使是低水平的抑郁也能影响认知衰退。

这些共同努力正在为衰老大脑描绘一幅更广阔的图景,不仅有助于指导抑郁症、痴呆症和阿尔茨海默病等临床疾病的诊断和治疗,还能帮助健康个体更好地优化其认知能力。

揭示抑郁的作用

认知神经科学家Audrey Duarte在过去的几十年里看到了认知衰老的巨大转变。“在过去,我们真的只是将年龄视为年轻与年老的对比,但当我们查看数据时,两位70岁的人在认知评估表现、整体健康、与年龄相关的疾病等方面可能差异巨大,”杜阿尔特说。“而我们的认知衰老模型根本没有纳入个体差异因素。”

对于杜阿尔特和她在德克萨斯大学奥斯汀分校的团队来说,这种转变意味着要超越导致衰老的遗传因素,去理解一些更“可塑”的因素——那些人们可以在任何年龄改变或采取行动来随时间增强大脑韧性的因素。

重要的是,她的团队还希望通过一项大型多中心研究来拓宽数据采集对象的范围,该研究共有约330名参与者,年龄18-75岁,来自不同的种族和民族背景。

在这个五年项目的第二年,杜阿尔特的团队已经揭示了关于衰老大脑的新见解。正如他们将在CNS上展示的那样,未发表的新发现表明,即使是极轻微的抑郁水平也会导致执行功能障碍,而这是人们随年龄增长出现记忆障碍的基础。

他们发现这种影响在非裔美国人和墨西哥裔美国人中可能更为严重,有证据表明,与非西班牙裔白人相比,这些群体的抑郁和阿尔茨海默病患病率更高。

在杜阿尔特团队博士后研究员Sarah Henderson的工作中(也将在CNS上展示),他们一直在研究抑郁相关记忆缺陷的机制。将研究队列中报告的抑郁症状与参与者在fMRI扫描仪中完成的系列记忆任务联系起来,研究人员发现,对抗竞争信息干扰的能力受损是导致抑郁相关记忆衰退的原因之一。

杜阿尔特团队的其他发现还揭示了社会因素(如宗教信仰)似乎能在衰老过程中赋予认知韧性,并揭示了睡眠等生活方式因素的见解。建立这些联系需要在当地社区持续努力,以与那些在神经科学研究中代表性不足的群体建立信任。

“通过倾听人们谈论他们自己及其父母的衰老经历,我们了解了很多关于社会支持因素、其他情感支持因素以及生活方式因素——所有这些都影响着人们如何衰老,”杜阿尔特说。

总体目标是将这些新数据与大脑的执行功能需求联系起来,以便研究人员能够理解跨越寿命期的衰老如何因不同的种族、民族或社会背景而不同。“例如,是否存在一些因素可能赋予更多韧性或加剧抑郁相关的记忆障碍?”杜阿尔特推测。

回答这些问题可以带来增强认知衰老的个性化方法。例如,在脑部扫描显示白质血管负荷高的参与者中,体育锻炼可能是一种有效的抑郁治疗方法,可以替代药物或与药物结合使用。“我们的目标是构建一个决策树,帮助导航所有这些个体差异,”杜阿尔特说。

揭示自然情境的力量

Karen Campbell关于认知衰老的工作始于一种个人观察:她的祖母如何将记忆保持到生命尽头——能够回忆起在波兰长大的经历、在二战奥斯维辛集中营的时光,以及最终移居加拿大开始新生活。

“这激发了我对衰老和记忆的兴趣,以及是什么让一些人在面对创伤时对与年龄相关的衰退具有韧性,”安大略省布鲁克大学的Campbell说。

当Campbell在博士研究期间开始研究衰老时,她很快意识到记忆研究与人日常使用记忆的方式存在差异。实验室任务要求研究对象学习单词列表或图片,然后有意回忆或识别它们,而“在现实世界中,人们更多地由对特定情境的知识所引导,让事物无意间浮现在脑海中,”她说。

这一认识促使Campbell寻找在更自然的环境下研究记忆和感知的机会,比如人们观看电影或阅读故事时。

Campbell团队的研究结果表明,在自然条件下,年轻人和老年人的大脑差异并不像之前报道的那么大。基于过去的研究——这些研究表明人工实验室任务可能诱发与自然语言处理不同类型的脑活动——他们最近的工作显示,观看电影的年轻和年长参与者对电影的理解和记忆相似。

参与者自然地观看电影,没有任何任务,随后回答有关电影的问题,包括识别故事中的转折点。“这些发现表明,两组人中更好的记忆背后存在相似的神经机制,”Campbell说。

总体而言,Campbell的研究发现“衰老并非全是坏事,”她说。“大多数老年人在日常生活中表现良好,尤其是当他们能够利用现有知识和积累的专业经验时,”Campbell解释道。“我们仍然需要弄清楚是什么导致一些人走向病理性衰老,但我们确实有一些线索——锻炼身体,如果需要就佩戴助听器,并尝试维持社会联系。”

现在,Campbell的团队正在开发一种旨在改善日常生活记忆的干预措施:参与者观看电影,并在特定时刻暂停,提示他们想出描述刚刚看到的事件的关键词。“例如,我们使用BBC的《神探夏洛克》,所以在一个场景结束时,参与者可能会说‘夏洛克,停尸房,马鞭’,”她说。

“我们认为生成这些关键词能迫使人们反思刚刚发生的事情并复述重要部分。”Campbell说,这种检索练习在更标准的列表学习范式中已经证明可以增强记忆,但尚未更广泛地应用于更自然的场景中。

他们的初步结果已发布在预印本服务器PsyArXiv上,表明这种干预可以增强记忆,并帮助使单个事件彼此更加区分。

“正在浮现的是一种从根本上关乎可能性的脑衰老观点,”McIntosh说,他正致力于基于各种新的和正在出现的数据集创建生成模型。

“通过对生物学、经验和环境随时间如何相互作用进行建模,我们正在超越平均值,走向一种尊重个体生命的科学,并为整个寿命期的韧性开辟新路径。”

更多信息:Sarah Henderson 等, Event Tagging: A Novel Intervention to Remediate Age Differences in Episodic Memory, PsyArXiv (2026). DOI: 10.31234/osf.io/7znhx_v1

关键医学概念:抑郁症、阿尔茨海默病、脑小血管疾病

临床类别:神经病学、健康老龄化、心理学与心理健康、精神病学

由认知神经科学学会提供

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