Nature重磅:大腦越老越好用,認(rèn)知功能提升?器官“永生”或有望,小鼠試驗(yàn)新突破!

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大腦衰老不必怕??jī)纱箨P(guān)鍵功能提升!
常有人用“暮氣沉沉”形容老人,意指他們行動(dòng)不變、反應(yīng)遲緩。歷史研究也表明,年齡增長(zhǎng)會(huì)多方面損害認(rèn)知功能,降低記憶能力、學(xué)習(xí)能力等[1]。
但是,近日研究表明,老年人的兩大關(guān)鍵認(rèn)知功能強(qiáng)于年輕人[2],而這些功能正是記憶、自控、方向感、數(shù)學(xué)、閱讀等行為的基礎(chǔ)。該文章于2021年8月19日發(fā)布于Nature Human Behaviour上。

研究人員分析702名58-98歲的中老年受試者,并依據(jù)經(jīng)典腦部功能理論[3]評(píng)估了年齡對(duì)大腦認(rèn)知功能的影響,主要考慮警覺、定位、執(zhí)行控制(Alerting,Orienting、Executive control)三大關(guān)鍵系統(tǒng),追蹤了受試者對(duì)外界信號(hào)作出反應(yīng)、確定最重要信息、做事時(shí)保持專注的能力。
舉例來說,開車時(shí)看到前方有路口,并做好剎車準(zhǔn)備,就要用到警覺系統(tǒng);這時(shí)注意到窗外走過的行人,就是定向系統(tǒng)的功勞;開車時(shí)保持專注,不去看天上的飛鳥,就要依賴執(zhí)行控制系統(tǒng)[4]。
研究結(jié)果幾乎顛覆了此前結(jié)論。此次研究表明,衰老僅傷害大腦警覺系統(tǒng),讓人反應(yīng)遲緩,但58歲之后,人類定位系統(tǒng)、執(zhí)行控制系統(tǒng)功能都有提升,該趨勢(shì)還可能一直延續(xù)。

最新研究結(jié)果(右)與此前結(jié)果對(duì)比,
年齡增長(zhǎng)反而提升專注度和重要信息提取能力

細(xì)胞再生障礙已突破,器官重建在眼前?
人類的許多健康問題,都與組織細(xì)胞再生能力有限脫不開干系[5]。困擾60%以上老年人的聽覺衰退,就與內(nèi)耳毛細(xì)胞(一種感知、傳導(dǎo)聲音信號(hào)的重要細(xì)胞)的損失以及無法再生有關(guān)[6]。
近日發(fā)布在Developmental Cell上的文章表示,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)內(nèi)耳毛細(xì)胞難以再生的關(guān)鍵或在于表觀遺傳,其底層原因包括增強(qiáng)子H3K4me1的缺失,且靶向該位點(diǎn)的治療成功保存了小鼠內(nèi)耳細(xì)胞再生能力。

研究主要關(guān)注新生小鼠,分析其轉(zhuǎn)錄組、染色質(zhì)、組蛋白修飾等狀況,因?yàn)檫@一階段的小鼠仍保有內(nèi)耳毛細(xì)胞再生的能力??茖W(xué)家們由此發(fā)現(xiàn),內(nèi)耳毛細(xì)胞再生不僅受H3K27ac因子激活、受H3K27me3因子抑制,還與組蛋白修飾H3K4me1有關(guān)。
研究人員發(fā)現(xiàn),H3K4me1水平隨年齡增長(zhǎng)逐漸下降,且能激活再生過程中的關(guān)鍵基因,可能是內(nèi)耳毛細(xì)胞再生的關(guān)鍵。H3K4me1去甲基化受到抑制后,有分化再生能力的細(xì)胞明顯增多。

研究人員表示,類似的表觀遺傳修飾,或許也影響著視網(wǎng)膜、腎臟、心臟的修復(fù)和再生?;蛟S在不遠(yuǎn)的未來,基因療法或相關(guān)藥物真能實(shí)現(xiàn)器官“永生”!

老年還能過目不忘,墨魚竟是長(zhǎng)壽榜樣?
90歲時(shí),我們還能記住昨天晚飯的菜色嗎?答案或許有些難說。
但近日劍橋大學(xué)研究者表示,有的動(dòng)物做得到。即使是22-24個(gè)月大,接近極限壽命的衰老墨魚,還能清晰記得上一頓飯的時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容,如此強(qiáng)大的記憶力在死前2-3天才會(huì)逐漸衰退[7]。

參與試驗(yàn)的墨魚共有24條,分別是10-12個(gè)月大的亞成年墨魚,和22-24個(gè)月大的老年墨魚。此后,研究人員定時(shí)在早中晚三個(gè)時(shí)段、在三個(gè)不同區(qū)域、隨機(jī)投放不同的食物,觀察墨魚們對(duì)投食相關(guān)信息的記憶能力。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),墨魚的記憶力幾乎不受衰老影響,不管年輕還是年老,成功記住進(jìn)食地點(diǎn)、內(nèi)容的概率都高達(dá)80%。更驚人的是,老年墨魚的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)于年輕個(gè)體,可以更快記住相同內(nèi)容,所需的時(shí)間短2.3天。

研究人員表示,人類腦中負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)、記憶的區(qū)域是海馬體,而墨魚的結(jié)構(gòu)和人類相差較大,沒有海馬體這一結(jié)構(gòu),擔(dān)起記憶工作的是垂直葉。這或許正是墨魚記憶強(qiáng)大、越老越靈光的原因。
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參考文獻(xiàn)
[1] Nyberg, L., L?vdén, M., Riklund, K., Lindenberger, U., & B?ckman, L. (2012). Memory aging and brain maintenance. Trends in cognitive sciences, 16(5), 292–305. https://doi.org/10.1016/j.tics.2012.04.005
[2] Verssimo, J., Verhaeghen, P., Goldman, N. et al. Evidence that ageing yields improvements as well as declines across attention and executive functions. Nat Hum Behav (2021). https://doi.org/10.1038/s41562-021-01169-7
[3] Petersen, S. E., & Posner, M. I. (2012). The attention system of the human brain: 20 years after. Annual review of neuroscience, 35, 73–89. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-062111-150525
[4] Key mental abilities can actually improve during aging. (2021, August 19). EurekAlert! https://www.eurekalert.org/news-releases/925398
[5] Tao, L., Yu, H. V., Llamas, J., Trecek, T., Wang, X., Stojanova, Z., Groves, A. K., & Segil, N. (2021). Enhancer decommissioning imposes an epigenetic barrier to sensory hair cell regeneration. Developmental Cell. Published. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2021.07.003
[6] Heyworth, C. (2021, August 18). Sensory cell regeneration has implications for hearing loss. Longevity.Technology. https://www.longevity.technology/sensory-cell-regeneration-has-implications-for-hearing-loss/
[7] Schnell, A., Clayton, N., Hanlon, R., & Jozet-Alves, C. Episodic-like memory is preserved with age in cuttlefish. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences https://doi.org/10.17863/CAM.72652