步入老年后，各項(xiàng)認(rèn)知能力會(huì)逐漸衰退，我們把這一過程稱之為認(rèn)知老化。認(rèn)知老化的過程與速度因人而異，走向阿爾茨海默?。ˋD）等認(rèn)知障礙疾病為結(jié)局的屬于病理認(rèn)知老化，也就是經(jīng)歷輕度認(rèn)知障礙階段，逐漸成為“老糊涂”，認(rèn)知能力會(huì)加速喪失，就像腦海中有塊橡皮擦一樣將生命中既往的畫面逐漸擦除，逐步轉(zhuǎn)化為阿爾茨海默病。不過，我們同時(shí)也會(huì)注意到還有一些老年人，他們即使在高齡階段仍然能保持良好的認(rèn)知水平，這一群體被界定為成功認(rèn)知老化（Successful cognitive aging）群體，也可以把他們戲稱為“老頑童”（就像金庸先生筆下的周伯通），因?yàn)樗麄兊恼J(rèn)知水平甚至能保持得與年輕人相差無幾。目前，成功認(rèn)知老化群體得以保持良好認(rèn)知狀態(tài)的內(nèi)在腦機(jī)制尚未厘清，其與病理認(rèn)知老化相比腦機(jī)制的共同點(diǎn)和特異性尚屬未知。

近日，《Science Bulletin》在線發(fā)表了題為“Successful or Pathological Cognitive Aging? Converging into A ‘Frontal Preservation, Temporal Impairment (FPTI)’ Hypothesis”的研究工作，該工作由北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張占軍教授領(lǐng)銜的北京老年腦健康計(jì)劃（BABRI）團(tuán)隊(duì)完成。該研究基于BABRI社區(qū)臨床隊(duì)列，在大樣本人群中劃分出成功認(rèn)知老化組（SCA）、輕度認(rèn)知障礙組（Mild cognitive impairment, MCI，病理認(rèn)知老化代表群體）和認(rèn)知正?？刂平M（Cognitive normal control, CNC），從腦灰質(zhì)形態(tài)、灰質(zhì)共變網(wǎng)絡(luò)和白質(zhì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層面系統(tǒng)分析了成功與病理認(rèn)知老化腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的異同，并提出了“額葉保持，顳葉損傷（Frontal Preservation, Temporal Impairment, FPTI）”假說用以解釋認(rèn)知老化的異質(zhì)性。

研究發(fā)現(xiàn)，SCA組相較其他兩組在左側(cè)額中回（LMFG）表現(xiàn)為灰質(zhì)體積的特異性保持，在以LMFG為種子點(diǎn)的灰質(zhì)共變網(wǎng)絡(luò)保持有更高的完整性和共變強(qiáng)度，且在額葉-基底神經(jīng)節(jié)區(qū)域有更高的節(jié)點(diǎn)效率（圖1 a,d）；而MCI組相較其他兩組在左側(cè)顳下回（LITG）表現(xiàn)為灰質(zhì)體積的特異性下降、以LITG為種子點(diǎn)的灰質(zhì)共變網(wǎng)絡(luò)完整性降低、顳枕腦區(qū)白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)效率廣泛受損（圖1 b,d）；另外，三組在右側(cè)海馬（RHC）灰質(zhì)體積、白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中海馬相關(guān)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)效率上表現(xiàn)為兩兩差異顯著（圖1 c,d）。

研究者應(yīng)用灰、白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)疊加和解碼分析以及空間相關(guān)分析進(jìn)一步揭示了SCA和MCI兩組的特異性腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)SCA組在以額中回為代表的額葉區(qū)域表現(xiàn)為灰、白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的共保持，解碼結(jié)果顯示其保持腦區(qū)涉及決策、獎(jiǎng)賞、執(zhí)行功能等認(rèn)知過程（圖2a）；MCI組在以梭狀回、顳下回、顳上回為代表的顳葉區(qū)域表現(xiàn)為灰、白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的共損傷，解碼結(jié)果顯示其損傷腦區(qū)與癡呆關(guān)聯(lián)最為密切，涉及自傳體記憶、情景記憶等認(rèn)知過程（圖2b）?；谏鲜鼋Y(jié)果，研究者提出“額葉保持、顳葉損傷（FPTI）”假說（圖2c），認(rèn)為在整個(gè)認(rèn)知老化異質(zhì)性頻譜中，額葉核心區(qū)域的結(jié)構(gòu)保持是SCA群體區(qū)別于其他認(rèn)知狀態(tài)的關(guān)鍵，而顳葉核心區(qū)域的損傷則是病理認(rèn)知老化群體認(rèn)知損傷的基礎(chǔ)。

該研究結(jié)果表明，SCA群體的腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不僅包括對(duì)海馬等老化敏感結(jié)構(gòu)的保持，更是特異性地體現(xiàn)在額葉關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的形態(tài)和網(wǎng)絡(luò)連接模式優(yōu)勢(shì)，這與MCI患者等病理認(rèn)知老化群體以顳葉為中心的腦結(jié)構(gòu)衰退模式形成鮮明對(duì)比。該結(jié)果提示我們，認(rèn)知老化作為一個(gè)強(qiáng)異質(zhì)性頻譜并非只有認(rèn)知損傷的消極一面，通過對(duì)SCA內(nèi)在機(jī)制的研究，我們會(huì)更加了解腦在老化過程中的儲(chǔ)備、保持和適應(yīng)過程，進(jìn)而探尋在老年階段維持良好認(rèn)知狀態(tài)的有益路徑，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)積極老齡化、成功老齡化的實(shí)現(xiàn)。

另外，基于BABRI數(shù)據(jù)庫(kù)的多維認(rèn)知行為數(shù)據(jù)《BMC Geriatrics》，在70歲及以上老年群體中詳細(xì)定義了成功、正常、病理認(rèn)知老化三類人群并探討了SCA的行為特征。研究發(fā)現(xiàn)，SCA組人群占比為11.43%（n=154），其行為特征體現(xiàn)在擁有更高的早期認(rèn)知儲(chǔ)備（受教育程度和職業(yè)水平），不同于MCI群體以晚年閑暇活動(dòng)（腦力、體力、社交活動(dòng)）減少為代表的行為特征；受教育程度、年齡、腦力活動(dòng)和職業(yè)水平能夠解釋三分之一左右的認(rèn)知老化異質(zhì)性；且早期認(rèn)知儲(chǔ)備能夠通過晚年閑暇活動(dòng)進(jìn)而影響老年期的認(rèn)知狀態(tài)。

本論文的第一作者為實(shí)驗(yàn)室2022屆畢業(yè)生楊意如博士，現(xiàn)任山東大學(xué)助理研究員；通訊作者為實(shí)驗(yàn)室張占軍教授和陳姚靜副教授。實(shí)驗(yàn)室在讀博士研究生桑峰、趙少琨，以及王君教授、李馨副教授等參與了本項(xiàng)研究。本研究得到科技創(chuàng)新2030-腦科學(xué)與類腦研究重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際（地區(qū)）合作與交流項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。

文章信息：

Yiru Yang, Yaojing Chen*, Feng Sang, Shaokun Zhao, Jun Wang, Xin Li, Chuansheng Chen, Kewei Chen, Zhanjun Zhang*, Successful or pathological cognitive aging? converging into a “frontal preservation, temporal impairment (FPTI)” hypothesis,?Science Bulletin, 2022 (In Press).

https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.11.004

Yiru Yang, Yaojing Chen, Caishui Yang, Kewei Chen, Xin Li, Zhanjun Zhang*, Contributions of early-life cognitive reserve and late-life leisure activity to successful and pathological cognitive aging.?BMC Geriatrics, 2022, 22: 831.

https://doi.org/10.1186/s12877-022-03530-5

來源：北師大腦與認(rèn)知科學(xué)

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