摘要：图为人类大脑的功能性磁共振成像（人工上色）。研究人员用这类扫描数据测量脑衰老的一个方面。来源：Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute/Science Photo Library

安全岛报人刘亚东A

来源：自然系列

作者：Julian Nowogrodzki

空气污染暴露以及生活在社会经济不平等的国家与脑年龄和实际年龄差更大有关。

图为人类大脑的功能性磁共振成像（人工上色）。研究人员用这类扫描数据测量脑衰老的一个方面。来源：Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute/Science Photo Library

研究人员提出了一个“大脑时钟”（brain clock）的新概念，这个时钟能确定一个人的大脑是否比实际年龄老得更快[1]。这个时钟显示，女性、不平等的国家以及拉丁美洲国家群体的大脑老得更快。

“大脑如何衰老不止要看年龄，还要看你的生活方式，你做了什么，你的社会经济地位，你周围环境有多污染。”该研究主要作者、智利阿道夫·伊瓦涅斯大学的神经科学家Agustín Ibáñez说，“任何想要投资民众脑健康的国家，都要先解决结构性不平等的问题。”

这项研究“非常出色”，未参与该研究的加拿大韦士敦大学神经科学家Vladimir Hachinski说。研究8月26日发表于《自然-医学》。

“只求连接”

该团队通过评估一种复杂的功能连接形式研究大脑衰老，这个指标测量脑区之间相互作用的程度。功能连接一般会随年龄增长而退化。

作者分析了15个国家的数据：7个拉丁美洲或加勒比海地区国家（墨西哥、古巴、哥伦比亚、秘鲁、巴西、智利和阿根廷）和其他地区的8个国家（中国、日本、美国、意大利、希腊、土耳其、英国和爱尔兰）。在5306名受试者中，有些人很健康，有些人有阿尔茨海默病或另一种痴呆症，有些有轻度认知障碍（痴呆症的前兆）。

研究团队用功能性磁共振成像（fMRI）或脑电图（EEG）测量受试者静息态（什么都不做的状态）的脑活动。fMRI测量大脑血流，EEG测量脑电波活动。

作者计算了每个人大脑的功能连接，并将这些数据输入两个训练后能预测大脑年龄的深度学习模型——一个针对fMRI的数据，一个针对EEG数据。他们随后计算了每个人的“脑年龄差”（brain-age gap）——基于功能连接估算的脑年龄与真实年龄之间的差距。

不平等的差距

这些模型显示，阿尔茨海默病或其他痴呆症患者比轻度认知障碍人群和健康对照组的脑年龄差更大。

平均而言，拉丁美洲或加勒比海地区受试者的脑年龄差比其他地区的更大。拉丁美洲是地球上最不平等的地区之一，Ibáñez说，他认为该地区人口的大脑老得更快。结构性社会经济不平等、空气污染暴露以及健康差异被发现与脑年龄差更大有关，特别是对于拉丁美洲人群。

此外，性别不平等严重的国家——尤其是拉丁美洲和加勒比海地区——的女性比男性的脑年龄差更大。

其他钟、其他洲

分析一个地理多样性如此丰富的样本，并对大脑衰老进行量化是一项壮举，Hachinski说。他认为，脑年龄差存在差异的结论证据充分，但他提醒功能连接只是衡量脑健康的一种方式，有些因为抑郁症或焦虑而精神健康不佳的人也可以有很多脑连接。他说，神经科学并不能很好地测量完形心理（gestalt）。

数据中不一致的一个可能来源是提供脑扫描的fMRI机器和EEG的种类——涉及15个不同国家。比如，低收入国家的设备可能较旧，不像高收入国家能提供更高质量的数据。但Ibáñez发现，低质量数据与更大的脑年龄差或结构性不平等之间都没有关联。

现在，Ibáñez的团队正在比较亚洲国家和美国人群的脑年龄差，看看脑年龄差是否与国家收入有关，他们还加入了通过分析DNA化学修饰评估生物学年龄的“表观遗传”时钟的数据。最终，Ibáñez希望这些数据能推动个性化医疗——充分考虑到全世界不同人群大脑的生物多样性。

“我们需要理解这种多样性，”Ibañez说，“如果不解决这个问题，我们无法建立真正意义上的全球痴呆症科学。”

参考文献：

1. Moguilner, S. et al. Nature Med.https://doi.org/10.1038/s41591-024-03209-x (2024).

原文以What accelerates brain ageing? This AI ‘brain clock’ points to answers标题发表在2024年8月27日《自然》的新闻版块上

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