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大脑适应能力揭秘：老年人如何保持认知活力？

来源：泰然健康网时间：2024年12月13日 09:07

Via：Pixabay

作者 | University of Cambridge

翻译 |杜雅兴

审校 | 酷炫脑

美工 | Jenny

编辑 | 加薪

一项开创性的研究揭示了大脑一项非凡的能力：可以通过激活额外的区域来维持认知表现来弥补与年龄相关的衰退。

这项研究表明，老年人确实可以通过大脑对其他区域的适应性调动来提高他们的任务表现，特别是楔叶区域，这一区域通常与流体智力任务中涉及的多需求网络(MDN)没有什么关系。

通过分析223名成年人在解决问题时的功能磁共振成像扫描，该研究揭示了大脑如何应对衰老挑战的细致理解，可能为加强老年人认知健康的干预开辟了道路。

这项全面的分析强调了大脑功能和适应的复杂性，为减轻衰老对认知能力的影响带来了希望。

要点

研究发现，大脑可以通过调用额外的区域来补偿与年龄相关的衰退，从而提高老年人的表现。

fMRI扫描分析显示楔叶区域在这种代偿机制中起着关键作用，特别是在涉及视觉信息处理的任务中。

这项研究表明，教育或生活方式等因素可能会影响大脑适应衰老的能力，指出可能的干预措施可以提高认知寿命。

科学家们发现了迄今为止最有力的证据，证明我们的大脑可以通过调动其他区域来帮助大脑功能和维持认知表现，来弥补与年龄相关的退化。

随着年龄的增长，我们的大脑逐渐萎缩，失去神经细胞和连接，这可能导致大脑功能下降。目前还不完全清楚为什么有些人似乎比其他人保持更好的大脑功能，以及我们如何保护自己免受认知能力下降的影响。

一个被广泛接受的观点是，一些人的大脑能够通过“招募”大脑的其他区域来帮助完成任务来补偿脑组织的退化。虽然脑成像研究表明，大脑确实会调动其他区域，但到目前为止，还不清楚这是否会对任务的表现产生任何影响，或者它是否提供了有关如何执行任务的任何额外信息。

在《eLife》杂志上发表的一项研究中，由剑桥大学(University of Cambridge)的科学家与萨塞克斯大学(University of Sussex)合作领导的一项研究表明，当大脑激活其他区域时，它会提高大脑的表现，这尤其在老年人身上有所体现。

该研究的主要参与者；剑桥大学临床神经科学系(Department of Clinical Neurosciences)阿尔茨海默氏症学会痴呆症研究(Alzheimer’s Society Dementia Research)领袖研究员Kamen Tsvetanov博士说：“我们解决抽象问题的能力是所谓的'流体智力'(fluid intelligence；是一种以生理为基础的认知能力，如知觉、记忆、运算速度、推理能力等。流体智力是与晶体智力相对应的概念。)的标志，但随着年龄的增长，这种能力开始显著下降。有些人比其他人更能保持这种能力。我们想问为什么会这样，他们是否能够调动大脑的其他区域来克服大脑中那些本来有害的变化？”

脑成像研究表明，流体智力任务涉及“多需求网络”( multiple demand network；MDN)，这是一种涉及大脑前部和后部区域的大脑网络，但其活动随着年龄的增长而减弱。

流体智力、晶体智力所在脑区

为了了解大脑是否能够弥补这种活动的减少，剑桥大学的研究小组研究了剑桥衰老与神经科学中心(Cam-CAN)招募的223名年龄在19岁到87岁之间的成年人的成像数据。

志愿者们被要求躺在功能性磁共振成像(fMRI)扫描仪中，他们需要从一系列不同难度的谜题中识别奇数，这样研究人员就可以通过测量血流量的变化来观察他们大脑活动的模式。

正如预期的那样，一般来说，解决问题的能力随着年龄的增长而下降。MDN特别活跃，大脑中处理视觉信息的区域也是如此。

当研究小组使用机器学习进一步分析这些图像时，他们发现老年人大脑的两个区域表现出更大的活动，并且与更好的任务表现有关。

这些区域位于大脑后部的楔叶和额叶皮层之间。然而，在这两个区域中，只有楔叶区域的活动与老年志愿者相比年轻志愿者更强烈地参与任务相关，并且包含了除多重需求网络以外的额外任务信息。

虽然目前还不清楚为什么楔叶会参与完成这项任务，但研究人员指出，这个大脑区域通常擅长帮助我们专注于我们所观察的事物。

老年人通常难以暂时记住他们刚刚看到的信息，例如在任务中使用的复杂拼图块。增加楔叶活动可能反映了老年人查看这些拼图块频率发生了变化，这是一种弥补老年人视觉记忆力差异的策略。

剑桥大学医学研究委员会认知和脑科学部门的Ethan Knights博士说:“既然我们已经看到了这种补偿现象的发生，我们就可以开始问一些问题了，为什么有些老年人会这样做，而其他人不会，为什么在某些任务中会这样做，而在其他任务中却不会。”这些人是否有什么特别之处，比如他们的教育或生活方式，如果是这样，我们是否可以通过干预来帮助其他人看到类似的好处?”

萨塞克斯大学心理学院和萨塞克斯神经科学研究中心的Alexa Morcom博士说:“这项新发现还暗示，晚年生活中的补偿并不像之前假设的那样依赖于多需求网络，而是调用了在衰老过程中功能保留下来的区域。”

Via：《聪明的一休》

参考文献（点击滑动查看）

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