心理所揭示老齡化過程中的認知行為和腦網絡改變

　　中國是世界上老年人口數量最多的國家，也是全球人口老齡化發展速度最快的國家之一。民政部發布的最新數據顯示，截至2014年底，中國老年人的數量已達到2.12億，占人口總數的15.5%。據聯合國統計，到本世紀中期，中國將有近5億人口超過60歲，而這個數字將超過美國人口總數。

　　老齡化過程伴隨著一系列大腦結構和功能的改變，導致老年人記憶、加工速度以及執行功能等重要認知能力的下降。研究人員從未停止過對認知能力下降的腦機制探索，特別是隨著功能磁共振成像技術的普及。基于任務態功能磁共振成像的認知老化研究中，樣本量通常較小，絕大多數研究的被試量都在10-30人之間，其結果往往難以得到重復驗證，信效度也會受到影響。此外，已有認知老化研究中，研究者往往關注認知任務引發的腦區激活。近年來，系統神經科學快速發展，腦連接組學領域發現人腦符合分布式的網絡組織。基于功能磁共振成像的研究也表明認知年老化的腦活動變化不僅體現在局部腦區激活上，還體現在大尺度腦功能網絡上。當前，認知老化過程伴隨的腦功能網絡的變化缺乏系統結果，并且其與行為改變之間的關系尚未解讀。

　　中國科學院心理研究所行為科學重點實驗室左西年研究組的副研究員李會杰開創性地采用人腦功能網絡系統劃分的最近進展，對已發表的114項（涉及2035名老年人和1845名青年人）關于認知老化的任務態功能磁共振成像研究結果進行了薈萃分析（Meta-analysis，一種對不同研究結果進行收集、合并及統計分析的方法）發現，執行認知任務時，與青年人相比，老年人在海馬旁回、梭狀回、額下回以及語言回等腦區激活降低，而在額中回、內側額葉以及前中央回等腦區激活升高。對上述腦功能激活變化在七大腦功能網絡中的分布進行深入數據挖掘（如下圖所示）發現：1）系統水平上，老年人激活降低的腦區主要位于視覺網絡，而激活升高的腦區主要位于額頂網絡和默認網絡；2）行為表現好的老年人（認知保持組）腦激活升高集中性分布在額頂網絡，而行為表現差（認知下降組）的老年人激活升高則分散在背側注意網絡、額頂網絡和默認網絡，但是兩組老年人激活降低的腦網絡分布相似。

　　該研究對傳統的認知年老化模型提出了挑戰。認知神經科學的認知老化模型，如老年人半球非對稱性下降假說（HAROLD）、老化的前后轉移模型（PASA）、去分化假說、補償相關神經環路利用假說（CRUNCH），以及老化和認知的腳手架理論（STAC）等，都是建立在補償和分化的基礎上。在認知老化研究中，區分成功補償（腦區激活升高，行為成績提高）和非成功補償（腦區激活升高，行為成績仍然較低）是非常重要的。額頂網絡是人腦核心認知控制系統，主要負責不同腦網絡之間的信息交換與功能協調，該研究發現其在老年人認知行為成功補償中發揮著至關重要的核心作用，其功能活動的不足將影響認知行為功能下降。這些發現將推動全新認知老化腦網絡模型的構建以及針對現有模型進行基于腦連接組學的修訂。

　　該研究受國家重點基礎研究發展計劃（“973”計劃，2015CB351702）、國家自然科學基金委重點國際合作項目（81220108014）以及中科院重點部署項目（KSZD-EW-TZ-002）等資助，相關文章目前已在線發表于Neuroscience and Biobehavioral Reviews期刊。

　　論文信息：Li HJ*, Hou XH, Liu HH, Yue CL, Lu GM, Zuo XN*. (2015). Putting age-related task activation into large-scale brain networks: A meta-analysis of 114 fMRI studies on healthy aging. Neurosci. Biobehav. Rev. doi: 10.1016/j.neubiorev.2015.08.013.