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「超級老人」的非凡大腦:研究揭示了抵抗記憶喪失的老年人的認知差異

超級老人展現出超強的腦力

我們都知道有人似乎能抵抗老年人常見的記憶喪失,無論年齡如何,都能保持敏銳。 這群幸運的人並沒有屈服於與年齡相關的認知能力下降,而是在 70 多歲、80 多歲甚至更晚的時候仍然保持著思維敏銳。 這些罕見的人被稱為“超級老人”,可能會逐年變老,但他們的大腦卻沒有變老。 

毫不奇怪,研究人員對超級老人的大腦在數十年中保持強大的原因非常感興趣。 現在,哈佛醫學院和馬薩諸塞州總醫院的研究小組發現,超級老人的大腦顯示出明顯的結構和功能變化,使他們的記憶和回憶能力與 25 歲的人相似。 發表於期刊 大腦的 皮質,這項研究提供了關於超級老人的大腦與典型老年人的大腦有何不同的開創性數據。 作為 指出 作者:資深作者 Alexandra Touroutoglou 博士,“這是我們第一次獲得超級老人積極學習和記憶新資訊時大腦功能的圖像。”   

大腦如何創造記憶

認知的許多方面往往會隨著年齡的增長而下降,包括情景記憶(回憶過去經歷中的特定情節)、執行控制(高級認知技能,如行動前的思考)和處理速度(某人理解和處理問題的速度和效率)。對收到的訊息做出反應。) 

當涉及到形成(和保存)記憶時,大腦會經歷三個基本階段:編碼、儲存和檢索。 當訊息透過感官輸入(例如閱讀一本書或結識新朋友)進入我們的大腦時,它首先被改變或編碼成我們的大腦可以使用的形式。 這個階段使用視覺皮層——接收和處理我們看到的東西並將其轉化為可儲存資訊的大腦區域。 隨著年齡的增長,視覺皮層對功能退化很敏感,因為老年人表現出抑製作用,並且該區域的可塑性或適應性降低。

超級老人展現出超強的腦力

作為主要作者 Yuta Katsumi 博士, 解釋”,“在視覺皮層中,有一群神經元選擇性地參與處理不同類別的圖像,例如面部、房屋或場景。 每組神經元的這種選擇性功能使它們能夠更有效地處理您所看到的內容,並為這些圖像創建獨特的記憶,然後可以輕鬆檢索。” 

神經元有效選擇和處理影像的能力稱為神經分化。 這個過程會隨著年齡的增長而減弱,例如,曾經對某人臉部圖像做出精確反應的神經元現在可能會針對某人或其他事物而激活。 老年人不太可能以與年輕時相同的細節和精確度來編碼新訊息,這使得以後檢索正確訊息變得更加困難——也稱為神經去分化或選擇性活化減少。 

同樣,老年人也會經歷記憶檢索的喪失——這意味著,他們可以存儲記憶,但在需要時可能無法訪問它(這可能看起來像忘記某人的名字或“在舌尖上”有一個單詞。)雖然這種健忘肯定會發生在任何年齡,但隨著年齡的增長,記憶提取能力下降的現像也越來越常見。 

超級老人展現出超強的腦力

那麼,超級老人的大腦有何不同之處呢? Katsumi 和同事的目的是透過比較三組成年人的神經影像掃描(功能性磁振造影(fMRI))來找出答案:18 歲至35 歲的年輕人、「典型年齡」的老年人,以及被分類的60 歲至80 歲的老年人。作為超級老人。 

當他們的大腦接受功能性磁振造影掃描時,參與者觀看了 80 個圖像-單字對,並被要求在 6 秒內判斷單字是否與圖像匹配,從而測量記憶編碼。 (例如,他們會判斷森林圖像與“友好”一詞配對的準確性,或者城市景觀與“工業”一詞配對的準確性。)十分鐘後,他們看到了 40 個相同的圖像-單字對與40 個新的人一起,必須快速判斷他們以前是否見過這對人,評估記憶檢索。 

Katsumi 和同事將這一結果描述為引人注目的——在這項具有挑戰性的記憶測試中,老年超級老人的得分與年輕人相同,而正常年齡的老年人的表現則明顯較差。 此外,超級老人的大腦在腦部掃描中表現出年輕的模式,其視覺皮層區域的活動和選擇性激活能力與年輕人相似。 更大、更年輕的神經分化模式預示著超級老人有更好的辨識記憶能力。 

“超級老人保持著與年輕人一樣高水平的神經分化或選擇性,” 克己。 “他們的大腦使他們能夠創建不同類別的視覺信息的不同表示,以便他們能夠準確地記住圖像-單詞對。” 

超級老人展現出超強的腦力

我們都能成為超級老人嗎? 

這項研究增進了我們對年輕人、老年人和超級老年人之間的神經活動有何不同,以及這些差異如何改變記憶編碼、儲存和檢索的理解。 由於維持記憶是隨著年齡的增長而支持認知活力的重要組成部分,這項研究可以為刺激大腦變得更加「超級老人」的新療法奠定基礎。 

目前,研究團隊正在進行一項臨床試驗,測試非侵入性電磁腦刺激的功效,這種刺激可以將電流定向到特定的大腦區域。 此外,哈佛大學的研究人員正在研究其他大腦區域如何參與隨著年齡的增長而維持記憶,以及飲食、運動和其他生活方式因素如何在支持超級老人的大腦中發揮作用。 (先前的研究 研究發現,維持友誼和社交活動、智力刺激的愛好(如拼圖或國際象棋)、適度的運動和少量飲酒有助於形成超級老人般的大腦。)

正如作者的結論,「這些發現不僅對我們理解成功認知老化的可能機制有影響,而且對促進大腦健康的可能幹預措施也有影響。 鑑於感覺處理的保真度取決於神經可塑性,並且可以通過訓練來改善,神經分化可能是未來促進超級衰老幹預措施的目標之一。”

參考: 

Katsumi Y、Andreano JM、Barrett LF、Dickerson BC、Touroutoglou A。腹側視覺皮層的更大神經分化與超級衰老中的年輕記憶相關[在線發布,印刷前,2021 年 6 月 30 日]。 大腦皮層. 2021;bhab157。 土井:10.1093/cercor/bhab157

Maccora J,Peters R,Anstey KJ。 澳洲隊列中記憶力超強的超級老年人的性別差異及相關因素。 J 應用老年。 2021;40(4):433-442。 土井:10.1177/0733464820902943



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