為什么腦力勞動能導(dǎo)致大腦更具彈性，能抵御癡呆和衰退？我們現(xiàn)在正在發(fā)現(xiàn)認知儲備背后的機制，開創(chuàng)了增強認知儲備的新途徑。 如果我從前從未思考過癡呆，那么在這種狀況出現(xiàn)在我母親身上后，我?guī)缀跻恢痹谒伎妓Ｆ婀值氖?，我直到母親驀然詢問我們何時初次見面，才意識到她有認知衰退的問題。 我未能及時認識到她認知能力的嚴(yán)重下降，這既因為我有些否認這一事實，也因為她無疑在積極補償她迅速退化的大腦損傷，在癡呆癥挖出的坑洼中找到腦力的繞行之路。畢竟，她曾經(jīng)這樣做過。4年前中風(fēng)后，她失去了閱讀能力;通過堅持不懈的努力，她又重新學(xué)習(xí)了這項技能。 那么，為什么曾幫助她度過中風(fēng)后遺癥的適應(yīng)能力，卻無法抵御癡呆的病理改變呢?這也讓我思考自己抵御認知衰退的彈性，以及我能做些什么來提高這種彈性。 我們已經(jīng)知道將近30年，一些人的大腦即使布滿阿爾茨海默病相關(guān)的斑塊和其他損傷，也能正常工作。這歸因于一個神秘的能力，稱為認知儲備。盡管證據(jù)日益充分，但要確定這個質(zhì)量在大腦中的運作機制仍具有挑戰(zhàn)性?，F(xiàn)在，我們終于開始理解認知儲備的神經(jīng)基礎(chǔ)，為可能的新的癡呆治療開辟了道路，并提出了新的想法，即如何在老年保護我們的思維能力。事實證明，執(zhí)著于學(xué)習(xí)另一種語言或每日做填字游戲可能看不到更大的圖景。

什么是認知儲備?

認知儲備的概念起源于近30年前，當(dāng)時紐約哥倫比亞大學(xué)的神經(jīng)心理學(xué)家雅各布·斯特恩(Yaakov Stern)和他的同事發(fā)現(xiàn)，受教育時間更長或從事更具智力挑戰(zhàn)性的職業(yè)的人，更不太可能患上阿爾茨海默病。研究人員推測，額外的智力勞動年限提供了“一種延緩疾病臨床表現(xiàn)發(fā)作的儲備”。 起初，這個概念沒有被重視。“同事們嘲笑這個想法，”斯特恩說。“教育能抵消阿爾茨海默病的斑塊和神經(jīng)纖維纏結(jié)，這看起來非常牽強?！?斯特恩將這種能力稱為“認知儲備”，以將其與幾年前羅伯特·卡茨曼(Robert Katzman)在加州圣地亞哥大學(xué)定義的一個相關(guān)概念“腦儲備”區(qū)分開來。他對一家養(yǎng)老院的老年居民進行尸檢，發(fā)現(xiàn)一些人的大腦中存在高水平的與阿爾茨海默病相關(guān)的斑塊，盡管這些人的認知能力被評為養(yǎng)老院前20%的居民——與沒有任何腦病理的人一樣好，甚至更好。他得出結(jié)論，這是由于他們有更大、更重的大腦，因此有更多的神經(jīng)元和“腦儲備”來抵御斑塊造成的損傷。 腦儲備是一個結(jié)構(gòu)上的質(zhì)量，通過腦容積來衡量，這反映了神經(jīng)元和突觸的數(shù)量——突觸是神經(jīng)元之間傳遞信息的連接。 斯特恩將認知儲備比作計算機的軟件——一種可在我們的一生中不斷升級的能力，而腦儲備是硬件。 人們曾經(jīng)認為腦儲備具有固定的容量，但現(xiàn)在這種看法已經(jīng)改變。不僅有證據(jù)表明我們的大腦可能在整個成年期產(chǎn)生新神經(jīng)元，而且我們現(xiàn)在知道，許多事物都可以影響大腦硬件的功能。這導(dǎo)致人們認識到支持認知彈性的第三個支柱:大腦維護，也就是保持大腦良好狀態(tài)的生活方式或環(huán)境因素。 正是認知儲備、腦儲備和大腦維護的結(jié)合，使一些人比其他人更成功地保持老年的思維能力。布萊頓和薩塞克斯大學(xué)的多麗娜·卡達爾(Dorina Cadar)說:“這三個方面高度相關(guān)。” 認知儲備的保護作用后來被多個研究證實。例如，2020年一項研究跟蹤了12，000多名50歲及以上的英國老年群體調(diào)查的參與者，作為英國老齡化縱向研究的一部分。卡達爾說，它發(fā)現(xiàn)“許多方面，如教育、職業(yè)類型和生活方式選擇，包括休閑和社交活動”，都有助于提高認知儲備水平，從而降低癡呆風(fēng)險。 然而，認知儲備的一個奇特之處在于，我們無法在大腦中看到它，也無法直接測量它，盡管斯特恩在確定似乎與之相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)方面取得了一些進展。認知儲備通常使用代理指標(biāo)來測量，如認知測試中的表現(xiàn)。通過這些和其他代理指標(biāo)，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多影響它的因素。

如何增加認知儲備

其中一些是運氣使然。例如，我們的基因在決定我們的智力方面起著很大作用，更高的智商與更高的認知儲備相關(guān)。但是其他因素則更具可塑性。中老年或老年期參與更多社交活動與年老后更好的認知表現(xiàn)和30%至50%更低的癡呆風(fēng)險密切相關(guān)。 社交是一種腦力挑戰(zhàn):你必須記住面孔、姓名和其他人的背景，進行交流，提問，使用幽默，并觀察社交暗示，倫敦大學(xué)學(xué)院的安德魯·索默拉德(Andrew Sommerlad)說?！巴瑫r進行的事情很多，”這會給大腦帶來壓力，而且它也具有減輕壓力的效果。事實上，缺乏這種互動可能會使我的母親更容易患上癡呆。她在38歲時被診斷為抑郁，有時會連續(xù)幾個月與他人隔絕。 壓力、肥胖和糟糕的飲食都會對我們的儲備產(chǎn)生有害影響，因為它們引發(fā)的持續(xù)炎癥可破壞大腦的許多功能。蘇格蘭大腦科學(xué)中心的首席執(zhí)行官和創(chuàng)始人克雷格·里奇(Craig Ritchie)說，它“無法有效利用葡萄糖，神經(jīng)活動受到干擾”。這也會加劇“炎癥老化”所必然帶來的慢性低水平炎癥。 另一方面，一個良好的睡眠可以幫助我們的認知儲備。今年早些時候的一項研究發(fā)現(xiàn)，我們的睡眠周期中的一種特定階段，非快速眼動睡眠(NREM)階段，似乎尤其重要。這可能是因為這種深度睡眠對記憶的鞏固以及清除干擾健康大腦功能的毒素至關(guān)重要。 另一個或許意想不到的與認知儲備相關(guān)的因素是身體活動。例如，2020年對近13萬名美國成人的一項研究發(fā)現(xiàn)，身體不活躍者的認知衰退幾乎是活躍者的兩倍。這是因為運動對大腦健康的作用與社交參與類似，具有多方面效果。它支持心血管健康和腦血流——兩者對大腦健康都很重要，有助于減少炎癥，并提高促進海馬體增大的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的水平。運動還通過促進深層睡眠來改善記憶。 毫不奇怪，許多更明顯的腦力活動也影響我們的儲備。各種研究表明，使用多種語言是一種強有力的認知刺激。例如，盡管雙語人士和單語人士最終患阿爾茨海默病的人數(shù)相同，但“雙語人士往往能更長時間抵御這些癥狀?！卑瑠W瓦州立大學(xué)的約翰·格蘭迪(John Grundy)說。 但現(xiàn)在別急著學(xué)習(xí)一門新語言。真正重要的是強烈的心智參與和專注于具有挑戰(zhàn)性的活動，而不是任何具體的活動本身。例如，2015年一項研究使用功能MRI掃描比較了60至90歲美國參與者在參與為期14周的專注織 quilt 或數(shù)碼攝影活動前后的大腦活動。它發(fā)現(xiàn)他們的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運作更有效率，采用更具青春活力的模式，而不參與這些活動的對照組則沒有。這種效果至少持續(xù)了一年。 其他研究表明，學(xué)習(xí)和參與有助于保持腦容量并防止記憶中心萎縮。例如，2023年對60多歲至70多歲瑞士人的一項研究發(fā)現(xiàn)，為期6個月的音樂干預(yù)措施(無論是演奏還是傾聽)改善了記憶，增加了神經(jīng)可塑性和灰質(zhì)容量，灰質(zhì)是充滿突觸和神經(jīng)元細胞體的腦組織(細胞體包含細胞核)。

神經(jīng)可塑性

神經(jīng)可塑性源于大腦重新組織自身以最有效方式完成任務(wù)的天生能力。隨著你在一項事情上變得更擅長，帕梅拉·阿爾梅達·梅薩(Pamela Almeida Meza)在倫敦大學(xué)學(xué)院說，你變得更有效率，并優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)。認知上具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)加強了潛在的神經(jīng)通路，并創(chuàng)造了替代通路，以減輕進行性大腦退行所造成的功能損失。我們過去認為神經(jīng)可塑性是青春的特權(quán)。但她說，近幾年的證據(jù)表明，成人期和老年期也存在神經(jīng)發(fā)生，只是速度不如青春期。 索默拉德說，我們需要把認知儲備看得不僅僅是教育和職業(yè)成功。它最終是一生中通過教育(研究最多的代理指標(biāo)之一)以及其他事物鍛煉大腦的結(jié)果，如健康的生活方式、身體活動、社交和腦力勞動。格蘭迪說:“建立認知儲備沒有靈丹妙藥。” 然而，這一切都沒有解釋大腦抵御癡呆的彈性神經(jīng)基礎(chǔ)。歸根結(jié)底，這一切都歸結(jié)于一件事:突觸。 近幾十年來，阿爾茨海默病與突觸的丟失有明確聯(lián)系，這是由于突起的樹突退化所致，樹突從神經(jīng)元伸出，與其他神經(jīng)元形成連接。樹突刺激密度對信息處理、記憶和學(xué)習(xí)至關(guān)重要。一個關(guān)鍵見解是，即使腦組織存在阿爾茨海默病病理改變，但認知正常的人其樹突刺激密度得以維持。愛丁堡大學(xué)的帕特里西奧·奧帕佐(Patricio Opazo)說:“保持突觸與認知彈性抵御阿爾茨海默病高度相關(guān)。問題在于認知彈性個體是如何保護突觸的。” 可能是那些突觸數(shù)量初期更多的人受到癡呆癥的保護。然而，阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的杰里米·赫斯科維茨(Jeremy Herskowitz)認為，我們的認知彈性機制是一個更動態(tài)的過程?！八谥鲃釉偕彼f?！叭绻l(fā)生不良事件，如阿爾茨海默病病理的累積，那么你的大腦會重塑自身以繼續(xù)正常工作。這不僅僅是你有一個更高的起點。大腦本身就有應(yīng)對機制?！?一些令人著迷的新研究揭示了這種再生過程的工作原理。樹突有不同的形式，包括被假設(shè)為最具可塑性的細樹突——學(xué)習(xí)新事物所必需的，以及參與長期記憶保留的蘑菇狀樹突——一種更穩(wěn)定的形式。有趣的是，細樹突的數(shù)量在認知受損的阿爾茨海默病患者中降低，但在認知正常的人中維持不變，盡管存在該疾病的病理改變。

衡量我們的儲備

更令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)在認知正常的人中，樹突更長，赫斯科維茨說這“可能是我職業(yè)生涯中最深刻的時刻之一”?，F(xiàn)在有很多數(shù)據(jù)表明，細樹突長度的增加可提高抵抗阿爾茨海默病的彈性，他說。此外，這項研究還確定了部分在人體內(nèi)調(diào)節(jié)樹突密度和長度的因素，使其成為可能的治療干預(yù)目標(biāo)。 其中一個是突神經(jīng)生長因子(NRN1)，這是一種由神經(jīng)元分泌并在整個大腦中找到的蛋白質(zhì)。NRN1似乎是認知抵御阿爾茨海默病的中間體。這來自以下證據(jù):美國老年天主教兄弟、修女和神父組成的宗教訂單研究。他們來自美國各地，同意每年進行認知測試，死后捐獻大腦。當(dāng)赫斯科維茨和他的同事分析了這項研究的250人時，他們發(fā)現(xiàn)晚年NRN1水平更高與更好的認知能力和更高的樹突密度相關(guān)?！翱雌饋磉@種蛋白質(zhì)對神經(jīng)元非常有益。它幾乎像是神經(jīng)元的維生素?！彼f。今年早些時候，研究人員確定了另一種影響樹突長度的蛋白質(zhì)Twinfilin-2。 但這些因素究竟如何幫助建立認知儲備呢?其想法是，刺激大腦認知過程的活動會增加NRN1等蛋白質(zhì)的水平，而這又會幫助創(chuàng)建新的突觸或保留現(xiàn)有的突觸?！拔艺J為這種機制的工作方式與你的肌肉和運動類似。所以，如果你一生中繼續(xù)閱讀和保持智力和社會參與，你會像做運動一樣刺激你的頭腦?！焙账箍凭S茨說。你的神經(jīng)元固有的可塑性需要通過這種心理壓力來激發(fā)，他說?！叭绻悴淮碳つ愕拇竽X和神經(jīng)元思考，那么即使沒有阿爾茨海默病的影響，你也會自然地失去那些突觸?！?目前還處于非常早期階段，但赫斯科維茨設(shè)想，將來有一天，NRN1可能作為補充劑來支持大腦功能，作為當(dāng)前主要專注于消除神經(jīng)元斑塊和蛋白糾結(jié)的阿爾茨海默病和癡呆的替代治療方法。 其他人也同意這種觀點。奧帕佐說:“我認為我們應(yīng)該專注于增強大腦應(yīng)對病理本身所實現(xiàn)的保護機制:突觸補償、修復(fù)和再生，而不是消除病理或?qū)е虏±淼脑颉笳呷〉玫某晒俏⒑跗湮⒌?，委婉地說。”

當(dāng)我們的儲備下降時

這對未來來說是有希望的，但我們也必須認識到認知儲備的一個沉痛現(xiàn)實:雖然更高的儲備與認知障礙發(fā)作的推遲相關(guān)，但它也往往導(dǎo)致病理壓倒一個人時更陡峭的下降，斯特恩說。這似乎發(fā)生在我極其聰明的母親身上，她在中風(fēng)前身體非常健康，可以說英語和法語，并經(jīng)常完成填字游戲。 至于我自己，我會每天嘗試通過運動、社交或?qū)戇@樣的文章來增加一點認知儲備。但我也希望我們對心理努力如何在神經(jīng)元之間建立聯(lián)系的新理解，有朝一日能提供新的方法來補充我的認知賬戶。