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大腦適應(yīng)能力揭秘：老年人如何保持認(rèn)知活力？

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月13日 09:07

Via：Pixabay

作者 | University of Cambridge

翻譯 |杜雅興

審校 | 酷炫腦

美工 | Jenny

編輯 | 加薪

一項(xiàng)開創(chuàng)性的研究揭示了大腦一項(xiàng)非凡的能力：可以通過激活額外的區(qū)域來維持認(rèn)知表現(xiàn)來彌補(bǔ)與年齡相關(guān)的衰退。

這項(xiàng)研究表明，老年人確實(shí)可以通過大腦對其他區(qū)域的適應(yīng)性調(diào)動(dòng)來提高他們的任務(wù)表現(xiàn)，特別是楔葉區(qū)域，這一區(qū)域通常與流體智力任務(wù)中涉及的多需求網(wǎng)絡(luò)(MDN)沒有什么關(guān)系。

通過分析223名成年人在解決問題時(shí)的功能磁共振成像掃描，該研究揭示了大腦如何應(yīng)對衰老挑戰(zhàn)的細(xì)致理解，可能為加強(qiáng)老年人認(rèn)知健康的干預(yù)開辟了道路。

這項(xiàng)全面的分析強(qiáng)調(diào)了大腦功能和適應(yīng)的復(fù)雜性，為減輕衰老對認(rèn)知能力的影響帶來了希望。

要點(diǎn)

研究發(fā)現(xiàn)，大腦可以通過調(diào)用額外的區(qū)域來補(bǔ)償與年齡相關(guān)的衰退，從而提高老年人的表現(xiàn)。

fMRI掃描分析顯示楔葉區(qū)域在這種代償機(jī)制中起著關(guān)鍵作用，特別是在涉及視覺信息處理的任務(wù)中。

這項(xiàng)研究表明，教育或生活方式等因素可能會影響大腦適應(yīng)衰老的能力，指出可能的干預(yù)措施可以提高認(rèn)知壽命。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了迄今為止最有力的證據(jù)，證明我們的大腦可以通過調(diào)動(dòng)其他區(qū)域來幫助大腦功能和維持認(rèn)知表現(xiàn)，來彌補(bǔ)與年齡相關(guān)的退化。

隨著年齡的增長，我們的大腦逐漸萎縮，失去神經(jīng)細(xì)胞和連接，這可能導(dǎo)致大腦功能下降。目前還不完全清楚為什么有些人似乎比其他人保持更好的大腦功能，以及我們?nèi)绾伪Ｗo(hù)自己免受認(rèn)知能力下降的影響。

一個(gè)被廣泛接受的觀點(diǎn)是，一些人的大腦能夠通過“招募”大腦的其他區(qū)域來幫助完成任務(wù)來補(bǔ)償腦組織的退化。雖然腦成像研究表明，大腦確實(shí)會調(diào)動(dòng)其他區(qū)域，但到目前為止，還不清楚這是否會對任務(wù)的表現(xiàn)產(chǎn)生任何影響，或者它是否提供了有關(guān)如何執(zhí)行任務(wù)的任何額外信息。

在《eLife》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，由劍橋大學(xué)(University of Cambridge)的科學(xué)家與薩塞克斯大學(xué)(University of Sussex)合作領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究表明，當(dāng)大腦激活其他區(qū)域時(shí)，它會提高大腦的表現(xiàn)，這尤其在老年人身上有所體現(xiàn)。

該研究的主要參與者；劍橋大學(xué)臨床神經(jīng)科學(xué)系(Department of Clinical Neurosciences)阿爾茨海默氏癥學(xué)會癡呆癥研究(Alzheimer’s Society Dementia Research)領(lǐng)袖研究員Kamen Tsvetanov博士說：“我們解決抽象問題的能力是所謂的'流體智力'(fluid intelligence；是一種以生理為基礎(chǔ)的認(rèn)知能力，如知覺、記憶、運(yùn)算速度、推理能力等。流體智力是與晶體智力相對應(yīng)的概念。)的標(biāo)志，但隨著年齡的增長，這種能力開始顯著下降。有些人比其他人更能保持這種能力。我們想問為什么會這樣，他們是否能夠調(diào)動(dòng)大腦的其他區(qū)域來克服大腦中那些本來有害的變化？”

腦成像研究表明，流體智力任務(wù)涉及“多需求網(wǎng)絡(luò)”( multiple demand network；MDN)，這是一種涉及大腦前部和后部區(qū)域的大腦網(wǎng)絡(luò)，但其活動(dòng)隨著年齡的增長而減弱。

流體智力、晶體智力所在腦區(qū)

為了了解大腦是否能夠彌補(bǔ)這種活動(dòng)的減少，劍橋大學(xué)的研究小組研究了劍橋衰老與神經(jīng)科學(xué)中心(Cam-CAN)招募的223名年齡在19歲到87歲之間的成年人的成像數(shù)據(jù)。

志愿者們被要求躺在功能性磁共振成像(fMRI)掃描儀中，他們需要從一系列不同難度的謎題中識別奇數(shù)，這樣研究人員就可以通過測量血流量的變化來觀察他們大腦活動(dòng)的模式。

正如預(yù)期的那樣，一般來說，解決問題的能力隨著年齡的增長而下降。MDN特別活躍，大腦中處理視覺信息的區(qū)域也是如此。

當(dāng)研究小組使用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)一步分析這些圖像時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)老年人大腦的兩個(gè)區(qū)域表現(xiàn)出更大的活動(dòng)，并且與更好的任務(wù)表現(xiàn)有關(guān)。

這些區(qū)域位于大腦后部的楔葉和額葉皮層之間。然而，在這兩個(gè)區(qū)域中，只有楔葉區(qū)域的活動(dòng)與老年志愿者相比年輕志愿者更強(qiáng)烈地參與任務(wù)相關(guān)，并且包含了除多重需求網(wǎng)絡(luò)以外的額外任務(wù)信息。

雖然目前還不清楚為什么楔葉會參與完成這項(xiàng)任務(wù)，但研究人員指出，這個(gè)大腦區(qū)域通常擅長幫助我們專注于我們所觀察的事物。

老年人通常難以暫時(shí)記住他們剛剛看到的信息，例如在任務(wù)中使用的復(fù)雜拼圖塊。增加楔葉活動(dòng)可能反映了老年人查看這些拼圖塊頻率發(fā)生了變化，這是一種彌補(bǔ)老年人視覺記憶力差異的策略。

劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究委員會認(rèn)知和腦科學(xué)部門的Ethan Knights博士說:“既然我們已經(jīng)看到了這種補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生，我們就可以開始問一些問題了，為什么有些老年人會這樣做，而其他人不會，為什么在某些任務(wù)中會這樣做，而在其他任務(wù)中卻不會。”這些人是否有什么特別之處，比如他們的教育或生活方式，如果是這樣，我們是否可以通過干預(yù)來幫助其他人看到類似的好處?”

薩塞克斯大學(xué)心理學(xué)院和薩塞克斯神經(jīng)科學(xué)研究中心的Alexa Morcom博士說:“這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)還暗示，晚年生活中的補(bǔ)償并不像之前假設(shè)的那樣依賴于多需求網(wǎng)絡(luò)，而是調(diào)用了在衰老過程中功能保留下來的區(qū)域?！?/p>

Via：《聰明的一休》

參考文獻(xiàn)（點(diǎn)擊滑動(dòng)查看）

1.Knights Ethan, Henson Richard N., Morcom Alexa M., Mitchell Daniel J., Tsvetanov Kamen A. (2024) Neural Evidence of Functional Compensation for Fluid Intelligence in Healthy Ageing eLife 13:RP93327https://doi.org/10.7554/eLife.93327.1