- 聞樂 發自 凹非寺
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什么?原以為高考后腦子就不靈了,但其實四十歲之前都是當打之年!
一項發表于《美國國家科學院院刊》(PNAS)的研究,揭開了大腦衰老的神秘面紗,還找到了對抗衰老的關鍵時間窗口和干預方法。
科學家分析了超1.9萬人功能性磁共振成像(fMRI),發現大腦衰老并不是慢慢發生的,而是遵循特定的非線性進程,并且與胰島素抵抗增加相關。
此外,研究還發現酮體作為一種可繞過胰島素抵抗為神經元供能的物質,對穩定大腦有顯著作用。
并且,酮體在40-59歲干預效果最佳。
也就是說,新腦子還能安心用幾年,中年再抗衰也不遲(doge
來看看具體研究過程。
大腦衰老呈非線性特征,胰島素抵抗是關鍵
傳統觀念可能認為大腦衰老是一個勻速、線性的過程。
該研究通過對人類連接組計劃衰老隊列(HCP-A)、英國生物銀行(UKB)、加州大學伯克利分校人類衰老隊列(BU)和荷蘭生命周期研究(LCS)這四個大規模數據集(共19300名參與者)的功能性磁共振成像(fMRI)分析,發現大腦網絡隨年齡的變化呈現出非線性(S形)的特點。
以HCP-A數據集為例,S形模型比線性趨勢更能精準擬合數據,更精準地描述大腦網絡不穩定程度隨年齡的變化情況。
S形模型呈現出一種先緩慢變化、然后加速變化、最后又趨于平穩的趨勢,這與大腦衰老的實際過程更為相符。
具體來說,在生命的早期階段,大腦具有較強的可塑性和代償能力,因此大腦網絡的不穩定程度變化較為緩慢。
隨著年齡的增長,接近中年時(約43.7歲,即模型中的α年齡點),大腦網絡的不穩定程度開始加速上升。
而最快不穩定年齡約為66.7歲(即模型中的I年齡點),在這個年齡附近,大腦衰老的速度達到最快,之后會逐漸進入一個相對穩定的平臺期。
研究人員為確定大腦衰老的原因,對參與者的代謝、血管和炎癥等相關生物標志物在大腦衰老非線性轉變點的變化進行了分析,同時結合了大腦衰老區域異質性與基因表達的關系進行探究。
結果顯示,神經元胰島素抵抗是大腦衰老軌跡的驅動機制。
胰島素的正常功能是幫助將葡萄糖從血液轉運到細胞內以供能,而胰島素抵抗時,細胞對胰島素不敏感,葡萄糖難以進入細胞,導致其在血液中停留時間延長,血糖升高。
大腦作為對胰島素敏感且依賴葡萄糖供能的器官,也會受到胰島素抵抗的影響。
當發生胰島素抵抗時,神經元的能量供應和能量代謝會失調,從而進一步影響大腦網絡的穩定性。
胰島素依賴性葡萄糖轉運蛋白GLUT4和脂質轉運蛋白APOE與衰老相關,胰島素抵抗會影響這些與葡萄糖轉運等相關基因的正常功能,使神經元無法正常獲取葡萄糖。
這意味著大腦衰老可能源于葡萄糖代謝的異常,而胰島素抵抗在其中起到關鍵作用。
酮體干預是有效抗衰方式
胰島素抵抗是大腦衰老的關鍵驅動因素,它導致神經元葡萄糖代謝異常,影響大腦正常功能。
而酮體(如D-β-羥基丁酸,D-βHB)能繞過胰島素抵抗,為神經元提供替代能量來源,這使得酮體干預成為對抗大腦衰老的潛在有效方式。
為了驗證這一猜想,研究團隊對101名年齡在21-79歲的健康成年人進行了酮體干預的自身對照實驗。
讓每位參與者分別接受外源性酮體(D-βHB)和熱量匹配的葡萄糖干預,且兩次干預在不同時間進行,以排除其他因素干擾。
參與者隔夜禁食后先進行首次MRI(磁共振成像)掃描建立基線,給藥30分鐘后再次掃描,此時D-βHB和葡萄糖在大腦中達穩定濃度,便于檢測對大腦網絡穩定性的影響。
實驗中,與D-βHB熱量匹配的葡萄糖在所有年齡組均未顯示出穩定大腦網絡的顯著效果。
這表明D-βHB穩定大腦網絡的效果并不是由熱量攝入引起的,而是通過非GLUT4(即非胰島素)介導的途徑實現的,突出了酮體干預效果的特異性。
在C圖中可看出,對20-39歲年齡組,D-βHB與禁食狀態相比,顯著穩定了大腦網絡。
在40-59歲年齡組,即大腦網絡開始快速不穩定的階段,D-βHB的效果更為突出,其穩定大腦網絡的效果比20-39歲組大84.62%
然而,對于60-79歲年齡組(I年齡組),D-βHB穩定大腦網絡的效果明顯減弱,效果不到20-39歲組的一半。
這說明酮體干預在中年階段(40-59歲)對穩定大腦網絡的效果最佳。
也就是說,中年是大腦衰老 “轉折點”,也是干預黃金期!
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原文鏈接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2416433122
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