通过机器学习和脑部扫描,研究人员发现加速的大脑老化会增强认知风险因素对记忆和思维能力的影响,特别是对于患有脑血管疾病的人。
根据《神经学》杂志(美国神经病学学会的医学期刊)的一项研究,预测的大脑年龄与实际年龄之间的差异(称为大脑年龄差距)可能会影响诸如高血压和糖尿病等认知损害风险因素与思维及记忆技能的关系。
新加坡国立大学的研究作者Saima Hilal博士表示:“随着年龄的增长,我们的大脑会发生变化,脑容量减少,支持脑组织的血管也会减少,而疾病会加剧这些变化,严重影响脑健康。”他补充道:“脑老化的迹象可以通过脑部扫描观察到,显示一个人的大脑看起来是否比实际年龄更老。我们的研究发现,拥有更多认知损害风险因素与较差的认知表现相关,而大脑年龄差距在这一关联中起到了关键作用。这种效应在患有脑血管疾病的人群中更为明显。”
研究细节与参与者概况
该研究包括1437名未患痴呆症的参与者,平均年龄为66岁,其中60%没有表现出认知障碍的迹象。
研究人员通过问卷、访谈和药物审查收集了参与者的病史。每位参与者还接受了体检、实验室测试和脑部扫描。
为了评估认知损害的风险,研究人员根据多个因素为每位参与者分配了一个评分:年龄、种族、教育水平、过去和现在的吸烟习惯、体重指数、抑郁症状、高血压、糖尿病、高胆固醇和中风史。较高的评分反映了更大的认知损害风险。
认知风险与思维技能的评估
为了评估思维和记忆技能(也称为认知表现),参与者完成了测试,内容包括执行功能、注意力、语言、记忆、视觉构建(涉及复制图画或建造模型的能力)以及视动速度(指一个人处理视觉信息并以运动作出反应的速度)。
研究人员发现,较高的认知损害风险因素评分始终与较差的认知表现相关,特别是在视觉构建和视动速度方面。
使用机器学习预测脑龄
通过机器学习,研究人员开发了一种脑龄预测模型,用于分析参与者的脑部扫描并确定每位参与者的预测生物学脑龄。研究人员随后通过从预测脑龄中减去实际年龄来计算大脑年龄差距。正值的大脑年龄差距意味着加速的大脑老化。
研究人员还使用脑部扫描寻找脑血管疾病的标志物,例如微出血和梗塞(由于血液供应不足造成的死亡组织区域)。他们比较了脑血管疾病标志物较多和较少的人群。
研究人员发现,在脑血管疾病标志物较多的人群中,大脑年龄差距影响了认知损害风险因素如何影响思维和记忆技能,尤其是在执行功能和语言领域。
他们发现中介比例(即认知损害风险因素与思维记忆技能之间的关系受到大脑年龄差距影响的程度)总体为20%,执行功能为34%,语言为27%。
Hilal表示:“大脑年龄差距可能是一个有助于确定个人认知衰退风险的生物标志物。我们的研究结果表明,加速的大脑老化可能是连接认知损害风险因素与成年人思维和记忆技能的重要因素,尤其是在脑血管状况下。”
该研究的一个局限性在于它仅针对东南亚人群,因此结果可能不适用于其他人群。研究人员也无法检查运动、饮食和阿尔茨海默病遗传标记对大脑结构和认知的影响,因为并非所有参与者都有相关数据。
参考文献:Wei Ying Tan, Xiangyuan Huang, Jiannan Huang, Caroline Robert, Jiangbo Cui, Christopher P.L.H. Chen 和 Saima Hilal,《大脑年龄差距在认知损害风险因素与认知之间关系中的中介作用》,《神经学》,2025年6月18日。
DOI: 10.1212/WNL.0000000000213815
该研究得到了新加坡国立大学、新加坡国家医学研究委员会和新加坡教育部的支持。
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