大脑年龄:比实际年龄更老?
人的大脑衰老速度并不总与年龄同步。科学家利用脑部磁共振成像和机器学习,可以预测一个人的“大脑年龄”,并将其与实际年龄比较,差值称为“脑年龄差距”。如果预测的脑年龄大于实际年龄,就说明大脑看起来比实际年龄更老,这通常与认知下降和健康风险有关。
既往研究表明,焦虑和抑郁者往往表现出更大的脑年龄差距,即大脑衰老加速。但这些患者也常伴有注意力、执行功能和处理速度等方面的认知困难。那么,这种大脑老化差异究竟源于情绪障碍本身,还是与伴随的认知变化有关?
区域分析:不止是一个平均数字
以往多数研究只给出一个全脑平均的脑年龄值,忽略了大脑不同区域的老化差异。南加州大学的研究者Owen M. Vega及其团队决定“更精细地看”:将大脑划分为187个皮层和皮层下区域,逐一计算区域脑年龄,并考察认知表现的影响。
研究分析了英国生物库中21,424名老年人的数据,分为四组:无精神诊断组、仅焦虑组、仅抑郁组、焦虑合并抑郁组。除脑扫描外,参与者还完成了流体智力、反应速度、符号替换等认知测试。结果显示:
- 焦虑组的大脑平均比实际年龄老1.01岁
- 抑郁组老1.05岁
- 焦虑合并抑郁组老1.14岁
这些差异虽然看似不大,但分布并不均匀。老化最明显的区域集中在前额叶、眶额叶和颞极——这些区域恰恰与情绪调节和奖赏处理密切相关。Vega指出:“平均值掩盖了更大的区域差异,找出变化发生的位置才是关键。”
认知能力能解释约四分之一的影响
当研究者将认知表现纳入统计模型后,脑年龄差距的幅度下降了大约20%至25%。调整后,焦虑组、抑郁组和合并组的平均差距分别降至0.80、0.84和0.78岁,但仍然显著高于无诊断组。这意味着,焦虑和抑郁本身对大脑老化有独立影响,而认知能力则是另一部分重要因素。
换句话说,认知水平较高的人,大脑看起来更年轻。这种“保护效应”在三个精神疾病组中比无诊断组更强。有趣的是,与认知表现关联最强的脑区并不是情绪调节区,而是丘脑、苍白球和海马体等深层结构,这些区域负责记忆形成和信息整合。这说明:精神疾病状态和认知能力可能通过不同但部分重叠的神经通路影响大脑老化。
从预测到机制:通向生物学理解
研究团队还将区域脑年龄图谱与转录组学数据结合,发现与情绪障碍相关的脑区富集了特定基因表达模式,进一步支持了这些区域变化具有生物学基础。
Vega总结道:“焦虑和抑郁与大脑老化的细微但可测量的差异有关,且这些差异并非均匀分布。认知是这幅图景的重要组成部分。我们的工作表明,精神疾病中的大脑老化反映的是特定生物学模式,而非单一的统一过程,这可能有助于开发更具生物学意义的生物标志物。”
这项发表于《情感障碍杂志》的研究,促使我们重新思考情绪障碍与大脑衰老的关系:与其说焦虑抑郁让大脑均匀变老,不如说它们以区域特异的方式影响特定神经网络,而保持良好的认知功能或许能在一定程度上缓冲这种影响。未来,针对这些关键脑区的干预和认知训练,可能成为保护心理健康人群大脑健康的新方向。