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“老而不衰”的大脑,你的认知功能到七十岁仍未达到巅峰

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撰文:刘芳编审:寇建超排版:李雪薇

在很多人的概念中,人类的认知能力从中年时期便会直线下降。甚至很多上了年纪的人经常发出这样的感叹:“老了老了,不中用了。”然而,近期一项来自里斯本大学和乔治敦大学医学中心的最新研究表明,我们的某些认知能力在 70 岁时依然在增长。换言之,正在用保温杯泡枸杞的你,离七十岁的人脑巅峰还有很长一段距离。在此次研究中,从神经学的角度来看,经验和不断学习的重要性首次在大样本调查中得到了验证,这或将使我们重新定义和看待衰老,进而对“老龄化人口”的认识产生变革性影响。相关研究论文以“Evidence that ageing yields improvements as well as declines across attention and executive functions”为题,已于 8 月 19 日发表在《自然-人类行为》(Nature Human Behaviour)杂志上。

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(来源:Nature Human Behaviour)该论文的通讯作者之一、乔治敦大学大脑与语言实验室主任,神经科学教授 Michael T.Ullman 表示:“这项结果令人惊叹。人们普遍认为注意力和执行功能会随着年龄的增长而下降,但我们的研究对这些假设提出了质疑。结果表明,注意力和执行功能中的关键因素在衰老过程中会有所提高,或许是因为我们用一生来练习这些能力。”北京大学法治与社会发展研究院高级研究员刘兆彬对学术头条表示,“中国自古就有敬老尊老的传统,但我们对老年人的认知能力却了解得并不清晰。从这项研究来看,通过运动、医疗和科技等手段,60-80 岁仍然是黄金年龄,仍然可以对社会做出积极的贡献。正如研究所显示的那样,老年人有着丰富的实践经验和知识体系,也有着更加包容的心态和超脱短期利益的底气。”此外,刘兆彬教授还认为,“在老龄化社会中,我们还需要根据老年人真正的认知能力和社会资源,为他们提供更多的创业和就业平台,以此调动老年人的潜力。我们也很有必要根据老年人的认知水平开发出更好的体育、心理和娱乐消费方式,从而降低老年医疗保险等社会成本,更大地激发老年人的认知潜力。”

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老而不衰的大脑在这项研究中,为了获取具有广泛代表性的可靠数据,研究团队测试了 702 名中老年人(58-98 岁)的注意力(attention)和执行功能(executive function)。以往的研究认为,58-98 岁是人类认知变化最大的年龄阶段。研究团队通过注意力网络测试(attention network test,ANT)发现,虽然参与者的警觉能力(alerting)会随着年龄有所下降, 但定向(orienting)和执行抑制(executive inhibition)能力却会随着年龄的增长有所改善。也就是说,年长者虽然需要更长的时间对警觉信息作出反应,但却可以花费较短的时间分配大脑资源,并抑制分散注意力的事物或相互冲突的信息,从而将大脑专注于重要的事情上。这或许就是为什么我们会觉得某些年长者更加“睿智”的原因。 论文的第一作者、通讯作者之一、葡萄牙里斯本大学助理教授 John Verssimo 用开车这个例子解释了警觉、定向和执行抑制这 3 种不同的能力:“警觉可以让你在开到十字路口前做好准备;当你将注意力转移到行人身上时,就会做出定向行为;而执行抑制功能可以让你忽略鸟儿或广告牌等干扰,并专注于驾驶。”因此,定向和执行抑制功能是我们认知的关键组成部分,参与记忆、决策和自我控制。更重要的是,研究团队认为,由于参与者的数量相对较多,而且排除了许多可供选择的解释,这一研究成果是可靠的,并具有广泛的应用意义。

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图|对警觉 、定向、和执行抑制的大规模样本分析结果 (来源:该论文)那么,从中年到老年,定向和执行抑制功能分别增加了多少?这些幅度增加在现实生活中是否具有实际意义?令人惊奇的是,研究结果显示,年长者(90+)的定向的效率比中年人(50+)的样本增加了大约 4-5 倍,而 70 岁以上的爷爷奶奶的执行抑制效率也是中年人的大约 2 倍。研究人员认为,这种幅度的增加有着本质性的现实意义。尽管执行抑制功能会在 70 岁中后期明显下降,但无论如何也不会比中年人(50+)的表现更差。综合警觉性、定向和执行抑制三种认知功能,无论是准确性还是响应时间(RTS),大脑的执行效率事实上是随着年龄增长而改善的。这就意味着在空间导航、长期记忆编码和提取、决策、推理、数学能力和语言处理方面,老年人的认知能力并不一定比年轻人差。也有大量研究证明,双语者或音乐家这类在执行功能上有大量经验的人会随着年龄的增加而变得更加厉害。那么,大脑到底为什么会在不同的认知功能中呈现出不同的变化呢?研究人员认为,或许可以通过神经生物学的下降、维持、补偿和储备等综合机制来解释这一现象。警觉、定向和执行抑制功能依赖于不同的大脑区域和不同的神经化学物质,科学家们将它们视为相互独立的大脑网络。在生物机能不断老化的过程中,这些网络的维护和补偿机制并不相同。所谓维护和补偿机制,是大脑对机能衰退产生的应对模式。

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图|大脑的神经生物学机制示意图(来源:论文)从结果来看,由终生经验产生的维护和补偿,不仅可以抵消生物机能的下降带来的风险,甚至还可以在总体上带来明显的功能改善。尤其是定向和执行抑制功能特别受到学习的影响,因此在神经效率方面提高得也最多。

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超级老人即将来临正如大量研究表明的那样,老年人在情景记忆、单词识别和一些复杂技能上的表现低于年轻人。但在记忆提取的自动过程,语言理解,以及终生练习的技能方面却基本持平。在“智慧”、情绪调节、决策能力、亲和力和责任心方面,则明显优于年轻人。因此,老,并不是一种天然劣势。自美国心理学家 Raymond Bernard Cattell 把智力区分为流体智力(fluid intelligence)和晶体智力(cristalized intelligence)以来,人们一直认为推理等抽象思维能力会随着年龄老化而减退,不可能有上升的空间。而在实践中以习得的经验为基础的认知能力,如技能、语言文字能力和判断力等可以随着年纪的增加而提高。而这项研究结果表明,定向和执行抑制功能不仅涉及晶体智力,而且还涉及抽象思维等流体智力。因此,传统的理论可能将受到巨大挑战,理解这些认知功能的变化将可以让我们更好地了解“超级老人”现象。人类对大脑的研究才刚刚开始,在科技和生物医疗的加持下,超级老人时代或将来临。参考文献:https://www.nature.com/articles/s41562-021-01169-7https://gumc.georgetown.edu/news-release/key-mental-abilities-can-actually-improve-during-aging/