多种因素会影响大脑衰老和认知衰退,改变个体和整个物种的轨迹。其中一些因素会加速年龄相关的脑老化,而另一些则可能减缓老化,延长大脑到达病理状态的时间。确认这些因素并评估它们在认知衰退中的作用,对于理解认知衰退的神经学基础至关重要。
原发性高血压是一种与年龄相关的慢性疾病,与心血管系统的多种改变有关(Marin and Rodriguez-Martinez,1999)。血压的持续上升强化了衰老对大脑结构的影响(den Heijer et al.,2005),确诊的高血压患者比未诊断或未治疗的患者认知能力下降的风险小(Tzourio et al.,1999)。值得注意的是,从样本中剔除正在接受医学治疗的高血压受试者,可以显著降低脑与认知的老化效应(Raz et al.,2005;Head et al.,2002)。接受过治疗的高血压患者,其脑白质异常的患病率一般高于正常对照组(van Swieten et al.,1991),同样,前额灰质和白质体积也有明显减小(Raz et al.,2003a-c)。此外,高血压会加速与年龄相关的海马萎缩,这可以用来解释其高度非线性的年龄轨迹(Raz et al.,2005;Du et al.,2006)。与高血压相关的HC缩小会因腔隙性梗死的存在而加剧,而在EC萎缩上没有发现这种影响(Du et al.,2006)。在正常衰老过程中通常很稳定的脑区,如初级视觉皮质,高血压患者和其他心血管疾病患者也会出现纵向衰退现象。后者符合一种模型,在该模型中,衰老的一般趋势(前额叶萎缩)会因为引起后部脑区变化的血管疾病而发生改变(Artero et al.,2004)。事实上,与健康成年人相比,有血管疾病危险因素和血管疾病的人显示出顶叶区域WMH扩展较快,扩展速度与较高的收缩压有关。研究发现,在自发性高血压大鼠中前额叶对高血压具有选择性易感,并且抗高血压药物的治疗似乎在前额皮质中显示出更大的神经保护作用(Sabbatini et al.,2001)。
除了高血压,心血管疾病风险的代谢标志物也可能与衰老的脑结构差异有关联。其中一个标志是同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy),它是一种氨基酸,由B族维生素作为辅助因子参与合成。在健康成人中,Hcy的增加与海马萎缩(den Heijer et al.,2003)、灰质总体积减小(Whalley et al.,2003)和脑室扩张(Sachdev et al.,2002)有关。血浆中总Hcy水平的升高预示着非痴呆老年人的认知能力下降,并与广泛的神经心理学测试中成绩较差相关(Teunissen et al.,2003),尤其是那些测量延迟回忆和执行控制的测试(Dufouil et al.,2003)。因此,Hcy可能是大脑变化的一个重要因素,而这些变化往往与正常衰老有关。此外,由于研究的横断面性质,无法得出Hcy升高是否先于脑老化,还是与脑老化同时发生,或者是由脑老化引起的结论。值得注意的是,一些已知的脑萎缩促发因子,如慢性酒精中毒,也与Hcy升高有关,Hcy升高可预测海马萎缩程度超出年龄预期的水平(Bleich et al.,2003)。
(二)运动锻炼(www.xing528.com)
随着年龄的增长,神经行为功能逐渐衰退,这对65岁及以上的成年人有相当大的影响。令人鼓舞的是,越来越多的研究表明,有氧健身通过多种变量对大脑健康产生积极的作用(Cotman and Berchtold,2002)。常运动锻炼能促进大脑的健康,应付日常的挑战。积极参与身体锻炼,有意识地接受多感官刺激,可以防止大脑功能衰退。一般来说,认知能力和运动能力会因为久坐而显著下降。关于脑老化与锻炼的研究,都是基于一些脑结构和脑功能的间接测量的方法,这些研究大致都得出了这样的结论:执行功能和与之相关的脑结构对于有氧健身的积极作用非常敏感(Colcombe et al.,2003)。
有研究证实了有氧锻炼对脑老化的积极作用(Colcombe et al.,2003)。该研究通过估计最大摄氧量来考查有氧锻炼对55个健康受试者的作用,研究者采用VBM技术分析MRI扫描数据,从而测量大脑的完整性。该研究发现了与老化相关的大脑变化的典型模式:皮质区(前额、顶上、顶下及颞下)和前额叶白质的脑组织密度随年龄增长而减小,而枕叶和运动区不受年龄的影响。此外,该研究发现,有氧健身可以改变大脑老化的模式,所有表现出老化相关衰退的脑区正是那些容易受健身影响而减弱老化效应的脑区,因此有氧锻炼就像是大脑老化潜在的调节器。
虽然身体锻炼对大脑健康的确切作用尚不清楚,但有一种共识是,运动锻炼有助于神经保护(Hillman et al.,2008;Taubert et al.,2010)。其中一个过程是通过有意识的锻炼来加强基于经验的神经可塑性(de Felipe,2006),大脑的结构和功能变化(神经重构)包括新神经元的发育(神经发生),新神经胶质细胞的产生(神经发生),现有连接的加强或新突触的生长(突触发生),以及大脑新血管的形成(Buonomano and Merzenich,1998;Ponti et al.,2008)。大脑的可塑性是一个终生持续的过程,在成人后期也会继续发挥重要作用。身心活动必须具有大脑刺激和身体上的适宜性,才能给老化的大脑带来更大的好处(Colcombe et al.,2003,2006)。
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