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人类大脑最新进化也最容易老化 精选

已有 5402 次阅读 2024-8-29 16:10 |系统分类:海外观察

细胞的分化存在一种规律,越是功能强的细胞越容易受伤,越是幼稚的细胞越比较坚强。例如,神经元是功能特异的细胞,或者是最特异最高级的细胞,也是身体最容易受到伤害的细胞。这种现象也存在普遍性,最近对人类和灵长类近亲大脑的对比研究发现,人类最后进化的大脑皮层,一方面决定了人类所以是人类的根本,但也是最容易老化的区域。这大概是一种最合理最公平的权衡。

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自人类和黑猩猩从共同的祖先分裂出来后的 600 多万年里,人类大脑迅速积累了有助于决策和自我控制的组织。但一项研究发现,相同的区域在衰老过程中也最有可能恶化1该研究将黑猩猩大脑的图像与人类大脑的扫描进行了比较。

以前的研究表明,人脑中最后成熟的区域,例如额叶的一部分,是最先出现衰老迹象的区域2,这一理论被称为“后进先出”。最新的研究表明,一些成熟较晚且最易衰老的区域也是最近在人类中进化的。

英国牛津大学的神经科学家罗吉尔·马尔斯 (Rogier Mars) 说,结果往往支持“重要的假设,即我们的皮层扩张是以与年龄相关的下降为代价的”。研究结果发表在 8 月 28 日的 Science Advances 上。

思维导图

研究人员使用无创磁共振成像 MRI) 扫描创建了人类和黑猩猩(Pan troglodytes)大脑的数据驱动图谱。他们分析了 189 只 9 至 50 岁的黑猩猩和 480 只 20 至 74 岁的黑猩猩的扫描结果。

总体而言,他们发现这两个物种的大脑在两个半球通常是对称的,并且具有许多相似的解剖结构集群,尤其是在前额叶皮层的区域。该区域参与复杂的认知功能,例如语言、工作记忆、时间感知和决策,该研究的合著者、位于德国波恩的 Jülich 研究中心的大数据神经科学家 Felix Hoffstaedter 说。他说,该区域的损害与阿尔茨海默病和几种类型的痴呆有关。

然后,研究人员测量了 50 岁以下黑猩猩和同等年龄 58 岁以下的人类大脑中灰质随着时间的推移而萎缩的程度——这是衰老的迹象。在人类中,他们发现额叶皮层(包括前额叶皮层)的下降幅度最大,而黑猩猩在参与习性形成和奖励行为的中央结构(称为纹状体)的下降幅度最大。在这两个物种中,涉及视觉处理和运动技能的大脑区域不太容易受到衰老的影响。

快速增长

最后,研究人员评估了与黑猩猩大脑相比,人类大脑的哪些区域扩张得最大,并比较了年龄和性别相当的人类和黑猩猩大脑的扫描结果。最快的进化生长发生在前额叶皮层的区域——这是最容易衰老的区域之一。隐藏在大脑深处并参与处理情绪和身体信号的结构称为岛叶,也显示出快速的进化生长和衰老风险的增加。

“从进化上讲,最新、最大的变化”,Hoffstaedter 说,是“老龄化最严重的地方”。

研究人员还将黑猩猩与橄榄狒狒 Papio anubis 和恒河猴 Macaca mulatta 进行了比较。在这里,他们发现大脑中经历快速进化扩张的区域和经历加速衰老的区域之间没有这种联系,这表明这一特征可能是人类大脑进化所独有的。

Mars 表示,研究灰质衰退之外与年龄相关的变化会很有趣,包括大脑区域和基因表达谱之间联系的变化。



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