• 聞樂(lè) 發(fā)自 凹非寺
  量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

什么？原以為高考后腦子就不靈了，但其實(shí)四十歲之前都是當(dāng)打之年！

一項(xiàng)發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）的研究，揭開(kāi)了大腦衰老的神秘面紗，還找到了對(duì)抗衰老的關(guān)鍵時(shí)間窗口和干預(yù)方法。

科學(xué)家分析了超1.9萬(wàn)人功能性磁共振成像（fMRI），發(fā)現(xiàn)大腦衰老并不是慢慢發(fā)生的，而是遵循特定的非線性進(jìn)程，并且與胰島素抵抗增加相關(guān)。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)酮體作為一種可繞過(guò)胰島素抵抗為神經(jīng)元供能的物質(zhì)，對(duì)穩(wěn)定大腦有顯著作用。

并且，酮體在40-59歲干預(yù)效果最佳。

也就是說(shuō)，新腦子還能安心用幾年，中年再抗衰也不遲（doge

來(lái)看看具體研究過(guò)程。

大腦衰老呈非線性特征，胰島素抵抗是關(guān)鍵

傳統(tǒng)觀念可能認(rèn)為大腦衰老是一個(gè)勻速、線性的過(guò)程。

該研究通過(guò)對(duì)人類連接組計(jì)劃衰老隊(duì)列（HCP-A）、英國(guó)生物銀行（UKB）、加州大學(xué)伯克利分校人類衰老隊(duì)列（BU）和荷蘭生命周期研究（LCS）這四個(gè)大規(guī)模數(shù)據(jù)集（共19300名參與者）的功能性磁共振成像（fMRI）分析，發(fā)現(xiàn)大腦網(wǎng)絡(luò)隨年齡的變化呈現(xiàn)出非線性（S形）的特點(diǎn)。

以HCP-A數(shù)據(jù)集為例，S形模型比線性趨勢(shì)更能精準(zhǔn)擬合數(shù)據(jù)，更精準(zhǔn)地描述大腦網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定程度隨年齡的變化情況。

S形模型呈現(xiàn)出一種先緩慢變化、然后加速變化、最后又趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)，這與大腦衰老的實(shí)際過(guò)程更為相符。

具體來(lái)說(shuō)，在生命的早期階段，大腦具有較強(qiáng)的可塑性和代償能力，因此大腦網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定程度變化較為緩慢。

隨著年齡的增長(zhǎng)，接近中年時(shí)（約43.7歲，即模型中的α年齡點(diǎn)），大腦網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定程度開(kāi)始加速上升。

而最快不穩(wěn)定年齡約為66.7歲（即模型中的I年齡點(diǎn)），在這個(gè)年齡附近，大腦衰老的速度達(dá)到最快，之后會(huì)逐漸進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平臺(tái)期。

研究人員為確定大腦衰老的原因，對(duì)參與者的代謝、血管和炎癥等相關(guān)生物標(biāo)志物在大腦衰老非線性轉(zhuǎn)變點(diǎn)的變化進(jìn)行了分析，同時(shí)結(jié)合了大腦衰老區(qū)域異質(zhì)性與基因表達(dá)的關(guān)系進(jìn)行探究。

結(jié)果顯示，神經(jīng)元胰島素抵抗是大腦衰老軌跡的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

胰島素的正常功能是幫助將葡萄糖從血液轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)以供能，而胰島素抵抗時(shí)，細(xì)胞對(duì)胰島素不敏感，葡萄糖難以進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致其在血液中停留時(shí)間延長(zhǎng)，血糖升高。

大腦作為對(duì)胰島素敏感且依賴葡萄糖供能的器官，也會(huì)受到胰島素抵抗的影響。

當(dāng)發(fā)生胰島素抵抗時(shí)，神經(jīng)元的能量供應(yīng)和能量代謝會(huì)失調(diào)，從而進(jìn)一步影響大腦網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

胰島素依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT4和脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白APOE與衰老相關(guān)，胰島素抵抗會(huì)影響這些與葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)等相關(guān)基因的正常功能，使神經(jīng)元無(wú)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(guān)鍵作用。

酮體干預(yù)是有效抗衰方式

胰島素抵抗是大腦衰老的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，它導(dǎo)致神經(jīng)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(guò)胰島素抵抗，為神經(jīng)元提供替代能量來(lái)源，這使得酮體干預(yù)成為對(duì)抗大腦衰老的潛在有效方式。

為了驗(yàn)證這一猜想，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)101名年齡在21-79歲的健康成年人進(jìn)行了酮體干預(yù)的自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

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(yù)，且兩次干預(yù)在不同時(shí)間進(jìn)行，以排除其他因素干擾。

參與者隔夜禁食后先進(jìn)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(shí)D-βHB和葡萄糖在大腦中達(dá)穩(wěn)定濃度，便于檢測(cè)對(duì)大腦網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響。

實(shí)驗(yàn)中，與D-βHB熱量匹配的葡萄糖在所有年齡組均未顯示出穩(wěn)定大腦網(wǎng)絡(luò)的顯著效果。

這表明D-βHB穩(wěn)定大腦網(wǎng)絡(luò)的效果并不是由熱量攝入引起的，而是通過(guò)非GLUT4（即非胰島素）介導(dǎo)的途徑實(shí)現(xiàn)的，突出了酮體干預(yù)效果的特異性。

在C圖中可看出，對(duì)20-39歲年齡組，D-βHB與禁食狀態(tài)相比，顯著穩(wěn)定了大腦網(wǎng)絡(luò)。

在40-59歲年齡組，即大腦網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始快速不穩(wěn)定的階段，D-βHB的效果更為突出，其穩(wěn)定大腦網(wǎng)絡(luò)的效果比20-39歲組大84.62%

然而，對(duì)于60-79歲年齡組（I年齡組），D-βHB穩(wěn)定大腦網(wǎng)絡(luò)的效果明顯減弱，效果不到20-39歲組的一半。

這說(shuō)明酮體干預(yù)在中年階段（40-59歲）對(duì)穩(wěn)定大腦網(wǎng)絡(luò)的效果最佳。

也就是說(shuō)，中年是大腦衰老 “轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，也是干預(yù)黃金期！

感興趣的朋友可查看原文獲取更多細(xì)節(jié)～

原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2416433122