人腦“高級區”最易衰老

自人類和黑猩猩從共同祖先分離以來的600多萬年里，人類大腦迅速積累了有助于決策和自我控制的組織。一項將黑猩猩大腦與人類大腦掃描圖像進行比較的研究發現，在衰老過程中，這些區域也是最容易退化的。相關論文8月28日發表于《科學進展》。

先前的研究表明，人類大腦中最晚成熟的區域，如額葉的某些部分，是最先出現衰老跡象的，這一理論被稱為“后進先出”。最新研究表明，一些較晚成熟、最容易衰老的區域，也是人類最近進化出來的。

英國牛津大學神經科學家Rogier Mars說，這些研究結果傾向于支持“我們的皮層擴張是以與年齡相關的衰退為代價的這一重要假設”。

人類大腦中灰質減少幅度最大的是額葉皮層。圖片來源：Samunella/Science Photo Library

研究人員使用非侵入性磁共振成像掃描，繪制了人類和黑猩猩大腦的數據驅動圖。他們分析了189只9至50歲的黑猩猩和480名20至74歲的人的掃描結果。結果發現，這兩個物種的大腦兩個半球通常是對稱的，并且有許多相似的解剖結構簇，特別是前額葉皮層區域。

論文共同通訊作者、德國于利希研究中心大數據神經科學家Felix Hoffstaedter介紹，前額葉皮層區域涉及復雜的認知功能，如語言、工作記憶、時間感知和決策。這一區域的損傷與阿爾茨海默病和幾種癡呆癥有關。

研究人員隨后測量了50歲以下的黑猩猩和58歲以下的人類大腦中，灰質隨著時間的推移萎縮了多少——這是衰老的標志。在人類中，他們發現額葉皮層，包括前額葉皮層的減少幅度最大，而在黑猩猩中，一個涉及習慣形成和獎勵行為的中心結構——紋狀體的減少幅度最大。在這兩個物種中，與視覺處理和運動技能有關的大腦區域不太容易衰老。

最后，研究人員評估了與黑猩猩大腦相比，人類大腦的哪些區域擴張得最多，并比較了相同年齡、性別的人類和黑猩猩大腦的掃描結果。

結果表明，最快的進化擴張發生在前額葉皮層區域，這是最容易衰老的區域之一。一個隱藏在大腦深處并參與處理情緒和身體信號的結構——島葉，也顯示出快速進化擴張和衰老風險的增加。

Hoffstaedter表示：“從進化角度來看，最新、最大的變化是衰老發生最多的地方。”

研究人員還將黑猩猩與東非狒狒和獼猴進行了比較。他們發現，它們大腦中經歷了快速進化擴張的區域和經歷了加速衰老的區域之間沒有這種聯系。這表明這種特征可能是人類大腦進化所獨有的。

Mars說，除了灰質減少外，觀察與年齡相關的變化，包括大腦區域和基因表達譜之間聯系的變化，也將很有趣。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.ado2733