动物步入中年后，其日常习性可能悄悄透露出它们还能活多久的线索。这一结论来自一项新研究，由斯坦福大学吴蔡神经科学研究所的奈特脑韧性计划资助。研究人员持续监测了数十条短寿命鱼类的整个生命周期，以更好地理解行为与衰老之间的联系。
尽管这些鱼拥有相似的基因，且生活在相同的受控环境中，但它们的衰老方式却大相径庭。到成年早期，它们在游泳和休息方式上的差异已经显现出来。这些模式足以预测一条鱼最终会拥有较短还是较长的寿命。
虽然研究聚焦于鱼类，但结果表明，追踪诸如运动和睡眠等细微的日常行为——如今常通过可穿戴设备记录——或许能揭示人类衰老的进程。
这项研究于2026年3月12日发表在《科学》杂志上，由吴蔡神经科学研究所的博士后研究员克莱尔·贝德布鲁克和拉维·纳特领导。该研究源于奈特计划支持下斯坦福大学遗传学家安妮·布鲁内尔与生物工程师卡尔·戴瑟罗斯实验室的合作，两人为研究的资深作者。
实时追踪衰老
大多数衰老研究将年轻动物与年老动物进行比较。虽然有用，但这种方法可能遗漏衰老在个体内随时间展开的方式，以及个体间差异如何发展。
贝德布鲁克和纳特希望在整个生命周期中连续追踪衰老。即使是在几乎相同的条件下饲养的动物，也可能以不同方式衰老，并活出截然不同的寿命。研究团队旨在确定自然行为是否能揭示这些差异何时开始出现。
为此，他们使用了非洲绿松石鳉鱼，这种鱼的寿命仅为四到八个月。尽管寿命短暂，但它与人类共享重要的生物学特征，包括一个复杂的大脑，使其成为衰老研究的有价值模型。
布鲁内尔实验室在将鳉鱼确立为模式生物方面发挥了主导作用。这项研究是首次连续追踪单个脊椎动物（昼夜不停）整个成年生活的实验。
研究人员设计了一套自动化系统，每条鱼都生活在自己的水箱中，处于持续摄像头监控之下。类似于真人版《楚门的世界》，该装置记录下了每条动物生命中的每一个时刻。研究团队总共追踪了81条鱼，收集了数十亿帧视频。
从这一海量数据中，他们分析了姿势、速度、休息和运动。他们识别出100种独特的“行为音节”，这些是重复的短动作，构成了鱼运动和休息的基本元素。
“行为是一种绝佳的综合读数，反映了大脑和身体正在发生的一切，”布鲁内尔说，她是斯坦福医学院的米歇尔和蒂莫西·巴拉克特遗传学教授。“分子标记物至关重要，但它们只捕捉生物学的片段。而通过行为，你能连续、非侵入性地看到整个有机体。”
有了这份详细的记录，研究人员开始提出新的问题：个体何时开始以不同方式衰老？哪些早期特征定义了这些路径？仅凭行为能否预测寿命？
长寿的早期行为信号
最惊人的发现之一是衰老路径开始分化的时间之早。在追踪每条鱼的整个生命后，研究团队按寿命长短分组，然后回溯以确定行为差异首次出现的时间。他们发现，到中年早期（70到100天龄），那些后来寿命更长或更短的鱼已经表现出不同的行为。
睡眠模式是一个关键因素。最终寿命较短的鱼不仅在夜间睡觉，而且白天也越来越多地嗜睡。相比之下，寿命较长的鱼主要在夜间睡觉。
活动水平也发挥了作用。处于更长寿命轨迹的鱼游动更活跃，在水箱中移动时达到更高速度。它们在白天也更活跃。这种自发性运动在其他物种中也与长寿有关。
重要的是，这些行为差异不仅具有描述性，还具有预测性。利用机器学习模型，研究人员表明，仅需几天的中年鱼行为数据就足以估算寿命。“生命早期出现的行为变化正告诉我们未来的健康和寿命，”贝德布鲁克说。
衰老以不同阶段发生
研究还揭示，衰老并非以缓慢、平稳的方式推进。相反，大多数鱼经历了两次到六次快速的行为转变，每次仅持续几天。这些转变之后是长达数周的稳定期。鱼通常按顺序经历这些阶段，而不是来回切换。
“我们原本以为衰老是一个缓慢、渐进的过程，”贝德布鲁克说。“但动物在长时间内保持稳定，然后非常迅速地过渡到一个新阶段。从连续行为中看到这种阶段性结构，是最令人兴奋的发现之一。”
这种阶梯式模式与人类研究的结果一致，后者表明衰老中的分子变化以波动的形式发生，尤其是在中年及以后。鳉鱼的结果为这一现象提供了行为视角。
研究人员提出，衰老可能包含长期相对稳定期，被短暂而快速的转变打断。他们将其比作叠叠乐塔：许多积木被移除后可能影响不大，直到某个关键变化引发突然的崩塌。
为了探索这些模式背后的生物学，研究团队在行为能可靠预测寿命的阶段，检查了八个器官中的基因活动。他们没有关注单个基因，而是考察了参与共同过程的基因群中的协调变化。
最显著的差异出现在肝脏中。与蛋白质生产和细胞维护相关的基因在寿命较短的鱼中更为活跃。这表明，随着衰老的推进，内部生物学变化与行为差异会同时发生。
行为为衰老提供窗口
“事实证明，行为是一种极其敏感的衰老读数，”纳特说。“你可以观察两只处于相同生理年龄的动物，仅从它们的行为就能看出它们在以非常不同的方式衰老。”
这种敏感性在日常生活的许多方面都很明显，尤其是睡眠。在人类中，睡眠质量和睡眠-觉醒周期常常随年龄增长而下降，这些变化与认知衰退和神经退行性疾病有关。纳特计划研究改善睡眠是否有助于更健康的衰老，以及早期干预能否改变衰老轨迹。
研究人员还计划探索是否可以通过有针对性的策略来改变衰老路径，包括可能影响衰老速度的饮食改变和基因干预。
对于贝德布鲁克来说，这些发现引发了更广泛的问题：是什么驱动了衰老阶段之间的转换，以及这些转换能否被延迟或逆转？她还对转向更自然的环境感兴趣，在那里动物可以社交互动，体验更真实的条件。
“我们现在有了在脊椎动物中连续绘制衰老图谱的工具，”她说。“随着可穿戴设备和人类长期追踪的兴起，我很好奇同样的原理——早期预测因子、阶段性衰老、分叉轨迹——是否也适用于人类。”
另一个关键研究领域涉及大脑。戴瑟罗斯的实验室正在开发能够长期连续监测神经活动的工具，这可能揭示大脑变化如何与身体其他部位的衰老同步，或可能影响其速度。
贝德布鲁克和纳特将于今年七月在普林斯顿大学建立自己的实验室，继续推进这项工作，建立在斯坦福大学开发的工具和见解之上。
最终，这项研究旨在解释为什么衰老差异如此之大，并发现支持更健康、更长寿生活的新方法。
发表细节
研究团队
研究的作者包括：斯坦福医学院和斯坦福工程学院生物工程系的克莱尔·贝德布鲁克；斯坦福医学院遗传学系的拉维·纳特；斯坦福工程学院电气工程系的张莉比；斯坦福人文与科学学院统计学系、奈特脑韧性计划和吴蔡神经科学研究所的斯科特·林德曼；斯坦福医学院遗传学系、吴蔡神经科学研究所、奈特脑韧性计划以及格伦衰老生物学中心的安妮·布鲁内尔；以及D.H.陈教授卡尔·戴瑟罗斯，他来自斯坦福医学院和斯坦福工程学院的生物工程系以及斯坦福医学院的精神病学与行为科学系、奈特脑韧性计划，以及斯坦福大学的霍华德·休斯医学研究所。
研究资助
本研究由美国国立卫生研究院（R01AG063418和K99AG07687901）、奈特脑韧性计划催化剂奖和脑韧性学者奖、凯克基金会、ARIA基金会、格伦医学研究基金会、西蒙斯基金会、陈-扎克伯格生物中心（旧金山）、NOMIS杰出科学家与学者奖、海伦·海·惠特尼基金会、吴蔡神经科学研究所跨学科学者奖，以及伊克巴尔·法鲁克与阿萨德·贾马尔衰老认知健康中心资助。
利益冲突
卡尔·戴瑟罗斯是Stellaromics和Maplight Therapeutics的联合创始人及科学顾问委员会成员，并为RedTree和Modulight.bio提供咨询。安妮·布鲁内尔是Calico的科学顾问委员会成员。所有其他作者声明无利益冲突。
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