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关于抵抗大脑衰老,你想知道的大部分事

酷炫脑 酷炫脑 2022-04-19


编辑|Mandy


几乎没有人可以在衰老的同时,还拥有一个完全健康的大脑。每一个衰老的大脑如果放到显微镜下仔细观察,都可以看到折叠的病态蛋白形成的斑。科学家发现,一些人大脑中有这些蛋白沉积的病理特征,但是却不一定有相应的大脑认知功能的退化。其中的个体差异就可能来自于大脑对抗衰老的能力。每个人有着不同的衰老速度和不同的抵抗老年大脑退化疾病的能力,这一方面取决于遗传,另外一方面取决于生活模式。



每个人的衰老速度差异非常大。在一个研究中,科学家观察了 954 个人在不同年龄阶段的衰老速度,分别是 26 岁,32 岁和 38 岁。这个研究用 12 个身体特征作指标,比如体重、肾功能、牙床坚固度等。结果发现,在这些人 38 岁的时候,他们的身体年龄差异变得非常大。一些 38 岁的人,他们的身体年轻得就像不到 30 岁,而衰老得快的人,虽然实际年龄只有 38 岁,他们的身体却表现出了 60 岁的生物特征,他们看起来有点糙,也缺乏活力。在这接近一千个人当中,有的人从 26 岁到 38 岁几乎就没怎么变老;而有的人每过一年身体就衰老三岁。身体衰老比较快的人大脑功能也衰退得比较快。


在各行各业中,我们都用客观时间为标准的年龄来看待和规划事业、恋爱、家庭、退休进程。但是从生物角度来说,不同人在成年之后,生物年龄和身体大脑素质的个体差异会越来越大,最后我们实际的生物年龄可能完全不能用客观度过的时间年龄来衡量。


如果你可以尽早选择正确的生活模式,就可以大大提高大脑对抗衰老的能力,在你面对大脑病理衰老甚至老年痴呆症的时候,大脑能拥有更多的“战略储备”。这些生活方式的选择包括身体的社交的智力的选择。参与越多健康的生活方式,越可能抵御痴呆的“进犯”,甚至把痴呆推迟到死亡之后,让大脑健康运行到 90 岁甚至 100 岁。



大脑认知能力通常在 20 岁到 30 岁之间达到高峰。在我们青壮年时期,认知能力是基本稳定的,到老年后记性会逐年下降。


随着年龄增长,中年之后你的大脑部分区域会逐渐开始萎缩,大脑皮层会变薄——尤其是内侧颞叶(包括负责记忆的海马体)和负责执行功能的大脑额叶区域。主要负责语言功能的颞叶也会随着年龄的增长而逐渐萎缩,颞叶这个区域负责词语的提取和产生,也负责涉及大量工作记忆的句子理解能力。


大脑可塑性也会随年龄增长而有所下降,不过直到老年,大脑仍然保有一部分可塑性。大脑可塑性指的是大脑根据环境刺激而不断改变神经回路的能力。随着年纪变大,虽然我们学习新知识、适应新环境的能力在一定程度上会有所下降,但是因为大脑可塑性会一直存在,所以学习能力也会一直存在,活到老学到老是完全可行的。


多巴胺也和大脑衰老有关。多巴胺是大脑中的常见神经递质,和学习能力、动机、奖赏、运动等很多功能密切相关。随着年龄的增长,大脑各个回路的多巴胺分泌都会有所减少,导致大脑可塑性下降,于是一个人会出现动作僵硬,手臂摆动幅度减小等等老年特征。



阿尔兹海默症


老年痴呆症俗称阿尔兹海默症。在 65 岁以上的人口中,有九分之一的人会得阿尔兹海默症;75 岁以上的老年人中,有五分之一会得阿尔兹海默症;而如果你有幸活到 85 岁,差不多有一半的可能性会得上痴呆。女性和有慢性高血压的人得阿尔兹海默症可能性更大。


图片来源:《恋恋笔记本》


阿尔兹海默症患者在得病最初注意力、计划能力和学习能力会变差,记不住刚发生的事;后期渐渐变得情感淡漠,说话常用错词,容易认错人、摔倒或无缘无故生气,最终大小便失禁,丧失行动能力,患者通常在得病后的 8 到 10 年左右死去。


为什么有的人会得阿尔兹海默症,有的人则不会呢?


一方面基因起到了一定的作用:有的人遗传了老年痴呆症的高危基因,他们的大脑会比其他人的更容易得阿尔兹海默症。一级直系亲属中有得老年痴呆的人,他们比一般人得病的风险要高出4到10倍。母亲患有老年痴呆症的人,比父亲患有老年痴呆症的人,更可能患上老年痴呆症。前者每年的大脑萎缩程度是后者的1.5倍。可能的原因是我们虽然从父母那各继承了一半的基因,但是我们细胞中所有的线粒体都来自于母亲。线粒体又是细胞产能的关键器官,线粒体的损伤和大脑退化疾病密切相关。


图片来源:电影《依然爱丽丝》


阿尔茨海默症的发病原因中有很小的一部分和家族遗传有关,这一部分人通常在 50 岁之前就会发病,这部分家族性阿尔茨海默症只占所有病例的 5% 。基因 ApoE 的变异就和原发性的阿尔兹海默症发病有关。ApoE 基因有三个等位基因,ApoE2 对血管的完整性有保护作用;ApoE3 中等;而 ApoE4 则会导致血管中炎性因子 CypA 增加 5 倍之多使血管易碎,它同时也和阿尔兹海默症患病风险有关。不过,有这个基因变异的人并不一定会得阿尔茨海默症,而相反,没有这个基因变异的人同样有可能得阿尔茨海默症。所以除了基因之外,科学家猜想,一定有更多的环境因素导致了阿尔茨海默症的发生。


环境因素——比如生活方式对老年时期大脑健康的保持也非常重要。2012 年,在发表于《自然》杂志上的一个研究中,英国爱丁堡大学的心理学家对 2000 多人进行了多年跟踪研究,结果发现,人们在 11 岁的时候,智商一半决定于基因。但是到了七十岁,基因只能决定 1/4 的智商和智力退化速度。所以即使是小时候最聪明的人,如果在成长中没有遵循对大脑有益的生活模式,也可能变成庸人。


大脑抗击衰老的生理机制


现在我们知道,当痴呆症病理进程攻击大脑时,大脑并不会坐以待毙,而是会积极地给予反击。大脑可以说是我们全身所有器官中最具有可塑性和适应性的器官,这种可塑性构成了我们抗击大脑衰退的认知储备。


什么样的大脑最擅长抵抗痴呆症的攻击呢?


科学家们深入研究了那些看起来功能最完好无损的老年大脑——尽管它们一样不可避免地有异样蛋白沉积、中风或其它脑损伤的表现。结果发现,衰老最缓慢的大脑在脑干蓝斑部位保留了最多的神经元,而蓝斑这个部位恰恰是阿尔兹海默症患者神经细胞丢失最严重的部位——在阿尔兹海默症病程的后期,蓝斑神经元损失会高达 70% 。在生活中经常做富有挑战性的事和尝试新鲜事物,可以起到保护蓝斑神经元的作用。



另外一方面,大脑衰退速度慢的人会拥有更多的某些特定种类的蛋白,例如 VAMP,  complexin-I  和 complexin-II , 这些蛋白的功能是帮助大脑神经突触之间传递信号。另外一种REST蛋白则可以保护神经细胞免受氧化应激压力或 β 淀粉样肽沉积导致的死亡威胁,帮助维持大脑功能,这种蛋白在能够活到 90 岁甚至 100 岁的人的大脑中含量最高。大脑皮层和负责记忆的海马体中 REST 蛋白含量和大脑认知功能相关:含量越高,大脑认知功能越好。而大脑中的慢性炎性反应以及大脑中胰岛素信号通路异常都可能直接或间接增加老年痴呆症的风险。


空气污染会增加阿尔兹海默症发病率。一个横跨 11 年的人口统计学研究发现,暴露在超过 EPA 标准的微小颗粒物 pm2.5 的空气污染环境中,老年女性痴呆症发病率增加了两倍,总人口痴呆症发病率增加 20% 。另一个发表在顶级医学期刊 Lancet 的研究发现,住在离主干道 50 米远的人比 200 米远的住户(前者空气中微小污染物是后者的十倍多)得痴呆的可能性增加 12% 。之所以空气污染会增加阿尔兹海默症发病率,原因可能是空气中的这些尺寸极小的颗粒物可以通过鼻腔内膜进入小脑神经元,导致大脑免疫炎性反应和蛋白斑沉积,并且也可能导致人们大脑体积减小和神经纤维髓鞘化变差。


有哪些科学方法可以帮助延缓你的衰老呢?


1.任何形式的学习和受教育


抗击大脑衰老最关键的一步就是学习。这里说的学习不仅仅是正式的上学,还包括所有形式的学习。比如同时掌握两门语言的人叫做双语者(bilingual) 。双语者得痴呆的年龄比起只会一门语言的人可以平均推迟 4 年。学习第二语言可以明显延缓大脑的认知衰退速度。



受教育程度越高,大脑衰退得就越慢。不过受教育程度和认知衰退的速度两者之间的关系有点复杂。大脑认知衰退速度并不是固定的:当你衰老的时候,大脑一开始会以比较缓慢的速度衰退,然后到了某一个节点,大脑会突然加速衰退。这时候,你的教育就对大脑起到保护作用:你在年轻的时候受教育程度高可以推迟这个衰退节点的到来。衰老节点之所以可以被教育推迟,可能是因为教育让大脑有更多认知资源储备来对抗衰老的进程。而受教育比较少的人大脑储备能力比较低,所以快速衰退节点就更早到来。


在认知衰退节点到来之前,受教育多的人和受教育少的人差不多以同样的速度在失去智力,受教育多的人比受教育少的人更晚到达智力衰退的节点。不过神奇的是,一旦到达节点,受教育多的人大脑的衰退速度也要快的多。也就是说,你在早年受到更多的教育可以使你在晚年时智力极速衰退这个过程被压缩到更晚却更短的时间内。斯坦福大学教授詹姆斯·佛莱斯(James Fries)把这一现象称作“病程压缩”理论——受教育程度越高,受痴呆折磨的时间越短。


2.积极的社交活动


积极的社交活动也能帮助阻止衰老对认知能力的影响。这里的社交活动说的不是线上社交、微信朋友圈点赞,而是实实在在的线下亲朋好友交际,因为对大脑起保护作用的是个体现实世界中的人际交往能力。也就是说,社交技能越好,越不容易得老年痴呆。积极社交的老人认知衰退速度比不经常社交的人要慢 70% 。有趣的是,只有积极正面的社交才有这种保护作用。那些经常和子女互动但是对互动关系不满意的老人反而更容易得老年痴呆症。


3.参加体育活动


积极参加体育活动可以延缓大脑衰老。有氧运动(比如长跑、慢走、游泳等)可以促进大脑释放神经营养因子,提高认知能力,减低抑郁、中风风险和减轻老年痴呆症状。运动时肌肉细胞会释放鸢尾素,鸢尾素不仅可以促进脂肪分解减肥,还可以进入大脑,促进大脑中的神经营养因子表达,提高大脑认知能力,降低痴呆风险。神经学家阿朗布驰曼(Aron Buchman)在一个研究中给 1000 个参与者手腕上放上运动传感器,跟踪记录他们每天的身体活跃程度。传感器不仅可以捕捉到常规运动,比如跑步、走路,还可以捕捉到任何身体的其他日常活动,比如做菜、搓麻将等等。研究结果发现,活动强度最低的10%的参与者比活动最频繁的 10% 的参与者得老年痴呆症的风险要高出两倍。所以,或许只要“动起来”,不管哪种形式的动,都可以降低罹患老年痴呆症的风险。



美国加州大学欧文分校学习记忆中心的科学家塞加尔(Segal)等人发现,短时间中等程度的锻炼就可以即时增强中老年人记忆巩固的能力,这对健康的老年人和有轻微认知损伤的老年人都有效果。一群 50 岁到 85 岁的老年人先看了一些图片,然后其中的一部分人在健身房骑了 6 分钟的单车,另外一些人不做特别的运动。1 小时后再对他们进行图片的突击再认测试,结果发现骑了 6 分钟单车的人记忆表现明显比没有骑单车的要好。



塞加尔在另外一个研究中还发现,运动会导致唾液中阿尔法淀粉酶增加,这反映了大脑中去甲肾上腺素水平的上升,而增加的去甲肾上腺素可以强化记忆。运动后记忆能力即时提高可能是去甲肾上腺素活性增加的结果。


另一个和老年痴呆有关的指标是“宅”的程度。人口统计学家布兰恩詹姆斯(Bryan James)测试了 1300 个健康人平时的生活规律:是否有离开卧室,是否去串门,以及是否有离开自己住的小镇。4 年后,那些常宅在家里的人比爱出门的人得老年痴呆的几率高出了两倍。究竟是因为大脑功能好所以爱出门,还是因为活动的多而对大脑产生了保护呢?这两者可能互为因果。


4.饮食


限制卡路里摄入——也就是节食,可以明显延长寿命。科学家发现,限制卡路里摄入可以延长很多动物的寿命,包括蠕虫、果蝇、老鼠和灵长类。比如在一个研究中发现,节食可以延长小老鼠长达 50% 的寿命。长期限制卡路里摄取还可以预防或者推迟多种与衰老相关的疾病,包括阿尔兹海默病。当动物只吃到六、七分饱,体内的一个叫做 mTOR 的蛋白会被抑制,这会增强机体内部的自噬作用,也就是机体的生物垃圾清理过程。在这个过程中,机体会回收和清理旧的、破损的细胞部分,体内活性氧会减少,从而减少 DNA 和其他器官被活性氧攻击受到的损伤,起到延长寿命的效果。


不过也有对猴子节食的研究发现,要延长寿命,不光要减少热量摄取,也需要和适当的饮食结构搭配,才会有比较好的效果,推荐的饮食结构比如地中海饮食。地中海式饮食可以预防血管性痴呆和老年痴呆。


什么是地中海饮食?地中海饮食的食谱包括少吃饱和脂肪(猪牛肉脂肪),多吃鱼类牛油果等不饱和脂肪和植物油,尤其是橄榄油;多吃非淀粉类植物和低糖水果,多喝牛奶,减少食物中糖的摄取;平时喝点小酒。2013 年发表在《新英格兰医学杂志》上的研究发现,地中海饮食可以明显降低心血管疾病的发病率。人口统计学家马萨 莫里斯(Martha Clare Morris)还发现有一种 MIND 饮食——富含莓类、蔬菜、全麦和坚果——可以明显降低老年痴呆症发病率。



衰老和炎性反应有关,所以抗生素能起到抗衰老的作用。科学家给两个月大的小老鼠(相当于 60 岁的人)注射抗生素,使它们的寿命延长了 10% ;用抗生素治疗老年痴呆症后,患者大脑功能也明显有所改善。不过因为抗生素会抑制免疫系统,可能产生严重的副作用,所以自己在家不能乱吃抗生素


白藜芦醇(resveratrol)或许可以预防和减轻老年痴呆,安全效应在美国通过了二期临床检验。白藜芦醇天然存在于红葡萄酒、红葡萄、覆盆子(raspberry)和黑巧克力中。该物质可以修复阿尔兹海默病人的血脑屏障,减少血液中的有害免疫分子进入大脑,降低大脑炎性反应造成的神经细胞死亡,减缓认知衰退速度。阿尔兹海默症病人大脑会产生异常蛋白质,这些蛋白会被免疫系统识别后受到免疫攻击,出现炎性反应,而大脑神经细胞就会在这种炎性反应中受到损害而凋亡。产生攻击的免疫分子不仅来自于大脑本身,还来自于身体的血液中。这些免疫分子可以透过老年人变脆弱的血脑屏障进入大脑,产生炎性反应。



白藜芦醇的生理效果和前文提到的节食类似,都可以激活一种叫长寿酶(sirtuins) 的蛋白。2015 年神经学家斯考特 图纳(R Scott Turner)在发表于神经科顶级期刊《神经病学》(Neurology)的研究中对 119 名病人进行了临床二期试验,发现长期大剂量服用白藜芦醇激活的长寿酶,可以帮助病人修复血脑屏障,使得血液中的免疫分子没办法通过,从而降低大脑中的免疫反应,大脑神经细胞也得以完好无损。不过要注意的是,白藜芦醇并不能单独治疗阿尔兹海默病,研究发现的作用只是可能起到辅助治疗效果。



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