大腦功能在人的一生中絕非靜止不變。從新生兒到九旬老人，人類的學(xué)習(xí)能力與認知衰退風險始終處于動態(tài)變化中。現(xiàn)在，科學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致這種現(xiàn)象的一個潛在成因：在9歲、32歲、66歲和83歲這4個關(guān)鍵年齡點，大腦神經(jīng)連接可能經(jīng)歷了重大轉(zhuǎn)折。11月25日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然-通訊》。

先前研究表明，人體在40歲、60歲和80歲左右會經(jīng)歷3次快速衰老，但大腦的復(fù)雜性使其更難以理解。

大腦由不同區(qū)域構(gòu)成，并通過白質(zhì)束進行信息交換。白質(zhì)束是由神經(jīng)元延伸出的纖細突起——軸突構(gòu)成的絲狀結(jié)構(gòu)。這些連接影響著人們的認知功能，比如記憶能力。但目前尚不清楚這種神經(jīng)連接是否會在一生中發(fā)生重大變化。英國劍橋大學(xué)的Alexa Mousley表示：“此前還沒有人將多種指標結(jié)合起來描述大腦神經(jīng)連接的階段性變化。”

為填補這一認知空白，Mousley團隊分析了英美兩國約3800人的核磁共振腦部掃描數(shù)據(jù)。參與者以白人為主，年齡在0歲至90歲之間。這些掃描數(shù)據(jù)源自各類腦成像項目，其中多數(shù)排除了神經(jīng)退行性疾病或精神疾病患者。

研究發(fā)現(xiàn)，90歲人群的大腦連接通常經(jīng)歷了5個主要階段，并由4個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點分隔。

在第一階段，即出生到9歲，大腦各區(qū)域間的白質(zhì)束似乎變得更長或更卷曲，導(dǎo)致傳輸效率降低。“信息在不同區(qū)域傳遞需要更長時間?！盡ousley說。

這可能是因為在嬰兒期，大腦布滿了大量神經(jīng)連接，但隨著成長，不使用的連接會逐漸被“修剪”掉。Mousley分析，大腦似乎優(yōu)先建立了廣泛的連接，以適應(yīng)彈鋼琴等技能，但代價是連接效率的降低。

然而，在第二階段，即9歲到32歲，這種模式似乎發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，這可能源于青春期的開始和荷爾蒙變化對大腦發(fā)育的影響?！按藭r大腦突然提高了神經(jīng)連接效率，它們變得更短，信息傳遞速度隨之加快?！盡ousley指出，這可能有助于計劃和決策等技能的發(fā)展，以及工作記憶等認知能力的提高。

第三階段持續(xù)時間最長，從32歲至66歲?！斑@個階段大腦仍在變化，但幅度要小得多。”Mousley解釋說，此時，大腦各區(qū)域間的連接效率重新進入漸進式衰退期。 “尚不清楚這種轉(zhuǎn)變的確切驅(qū)動因素，但30多歲的人往往伴隨著許多重大變遷，比如生兒育女、生活安定，這些都可能起作用?！庇鴤惗貒鯇W(xué)院的Katya Rubia補充說，這也可能只是身體自然損耗所致。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在第四階段，即66歲至83歲，同一腦區(qū)神經(jīng)元間的連接似乎比不同腦區(qū)間的連接更穩(wěn)定。“這很有趣，因為這個階段患癡呆癥和出現(xiàn)健康問題的風險逐步上升?！盡ousley說。

在第五階段，即83至90歲，腦區(qū)間連接逐漸減弱，并更多通過連接多個區(qū)域的“樞紐”傳遞信息?！斑@表明該階段維持連接的資源減少，大腦更依賴特定區(qū)域作為連接的樞紐。”Mousley表示。

Mousley指出，理解這些腦部變化有助于解釋為何精神疾病通常在25歲前發(fā)作，以及為何65歲以上人群特別容易患癡呆癥。

Rubia說：“理解人一生中腦結(jié)構(gòu)的正常轉(zhuǎn)折點至關(guān)重要，這樣我們才能探索在精神健康或神經(jīng)退行性疾病中出現(xiàn)的異常變化。一旦明確異常所在，就能精準找到治療方案。比如，可探究哪些環(huán)境因素或化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致了異常，并通過治療、政策或藥物尋找逆轉(zhuǎn)的方法?！?/p>

不過，Rubia強調(diào)，在此之前需要進一步研究，以驗證這些發(fā)現(xiàn)是否適用于更具多樣性的人群。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65974-8