随着年龄的增长,我们的大脑是如何变得“懒散”的
英国纽卡斯尔大学与里约热内卢联邦大学合作的一项新研究,研究了人类大脑的折叠方式,以及这种“皮层折叠”是如何随着年龄的增长而变化的。
链接的变化大脑折叠到大脑的张力皮质——我们大脑中神经组织的外层——研究小组发现,随着年龄的增长,大脑皮层的张力似乎会下降。这种影响在患有阿尔茨海默病的个体中更为明显。
他们的研究成果今天发表在学术期刊上PNAS研究小组表示,这项新研究揭示了影响大脑折叠的潜在机制,未来可用于帮助诊断脑部疾病。
该研究的第一作者、纽卡斯尔大学的王玉江博士解释说:“哺乳动物大脑的一个关键特征是布满表面的沟槽和褶皱——有点像核桃——但到目前为止,还没有人能够以一致的方式测量这种褶皱。
“通过绘制1000多人的大脑折叠图,我们发现我们的大脑折叠遵循一个简单的普遍规律。我们还表明,该定律的一个参数,被解释为皮层内部的张力,随着年龄的增长而减少。
“在阿尔茨海默病中,这种影响在更早的年龄被观察到,而且更加明显。下一步将是看看是否有办法将折叠的变化作为疾病的早期指标。”
所有哺乳动物都有
大脑皮层的扩张是哺乳动物大脑进化中最明显的特征,通常伴随着皮层表面折叠程度的增加。
例如,在一般成年人的大脑中,如果一侧的皮层(或半球)展开并变平,它的表面积约为10万毫米2大约是一张A4纸大小的1.5倍。
先前的研究表明,哺乳动物皮层的折叠遵循一个普遍的规律——即无论大小和形状如何,它们都以相同的方式折叠。
然而,到目前为止,还没有系统的研究证明同样的规律适用于一个物种。
紧张随着年龄的增长而减弱
“我们的研究表明,我们可以使用同样的定律来研究人类大脑的变化,”来自纽卡斯尔大学世界领先的计算科学学院的王博士解释道。
“由此,我们确定了一个随年龄下降的参数,我们将其解释为皮层表面张力的变化。就像皮肤一样。随着年龄的增长,皮肤的张力会下降,皮肤开始松弛。
“我们早就知道,皮层的大小和厚度会随着年龄的增长而变化,但折叠的一般规律的存在向我们展示了如何将这些数量结合到一个单一的折叠测量中,然后可以在性别、年龄组和疾病状态之间进行比较。”
女性的大脑折叠得更少
研究小组还发现,男性和女性的大脑在大小、表面积和折叠程度上都有所不同。事实上,同年龄的女性大脑比男性大脑的折叠程度略低。尽管如此,男性和女性的大脑仍然遵循着完全相同的规律。
“这表明,我们第一次有了一种一致的方法来量化人类的皮层折叠,”王博士说。
在健康人的一生中,男性和女性的大脑皮层折叠的变化是相同的,但在阿尔茨海默病患者中,大脑折叠的变化是显著不同的。
她补充说:“在这个领域还需要做更多的工作,但这确实表明阿尔茨海默病对大脑的影响折叠大脑的老化类似于大脑皮层的过早老化。”
更多信息:人类皮层折叠在健康和疾病中的普遍性PNAS,www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1610175113