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你可能從未注意到,握手時(shí)用了多少力。但科學(xué)家認(rèn)為,這個(gè)再普通不過的動(dòng)作,正在向大腦發(fā)送一組關(guān)乎衰老速度的信號(hào)。
加州大學(xué)河濱分校發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)前沿》的最新研究發(fā)現(xiàn),在老年人做最大握力測(cè)試時(shí),大腦深處一個(gè)長(zhǎng)期被忽視的結(jié)構(gòu),尾狀核,表現(xiàn)出與握力強(qiáng)弱高度相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)規(guī)律。這項(xiàng)研究不僅揭示了身體力量與大腦功能之間意想不到的聯(lián)系,更可能為衰弱癥的早期預(yù)警提供全新的神經(jīng)科學(xué)路徑。
一塊深藏大腦的"預(yù)言石"
研究團(tuán)隊(duì)招募了60名來自河濱地區(qū)的老年人,男女比例相等,每位參與者在進(jìn)行最大握力測(cè)試的同時(shí),完成了三次功能性磁共振成像掃描。研究人員隨后將每個(gè)人的握力數(shù)值,與其大腦功能連接組的詳細(xì)圖譜進(jìn)行對(duì)比分析,試圖找出哪些腦區(qū)活動(dòng)與手部力量最為相關(guān)。
結(jié)果出乎意料。
在所有被檢測(cè)的大腦區(qū)域中,預(yù)測(cè)能力最強(qiáng)的,不是主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層,也不是常被關(guān)注的小腦,而是尾狀核,一個(gè)坐落在大腦基底節(jié)區(qū)深處、形狀彎曲如逗號(hào)的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)顯示,無論參與者的性別和肌肉質(zhì)量如何,尾狀核的血流量越充沛、與其他腦區(qū)的功能連接越強(qiáng),其握力就越大。
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大腦連接與握力預(yù)測(cè)關(guān)系的可視化圖。圖片來源:Amin Ghaffari/Frontiers in Neuroscience/UCR
研究第一作者阿明·加法里用了一個(gè)形象的比喻來解釋這套分析方法:"這就像繪制大腦中所有電話線路的地圖,然后找出哪些線路與你握拳時(shí)的力氣最有關(guān)聯(lián)。答案里,最清晰的信號(hào)之一,就來自涉及尾狀核的這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。"
尾狀核并非名不見經(jīng)傳的冷僻區(qū)域。神經(jīng)科學(xué)界早已知道它在運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)、目標(biāo)導(dǎo)向行為和決策制定中扮演重要角色。它也是多巴胺信號(hào)傳遞的核心節(jié)點(diǎn),而多巴胺恰恰是與動(dòng)機(jī)、獎(jiǎng)賞和運(yùn)動(dòng)控制密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)。隨著年齡增長(zhǎng),尾狀核會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)萎縮和代謝下降,這一過程已被研究者識(shí)別為正常老化的敏感生物標(biāo)志物。
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但它與握力、與身體整體衰弱程度之間的直接聯(lián)系,此前卻鮮有人系統(tǒng)研究。
握力是窗口,尾狀核是密碼
理解這項(xiàng)研究的重要性,需要先了解握力在老年醫(yī)學(xué)中的特殊地位。
握力測(cè)試是目前臨床和科研中最常用的衰弱評(píng)估工具之一,其預(yù)測(cè)價(jià)值遠(yuǎn)超表面看起來的簡(jiǎn)單。大量縱向研究證實(shí),握力偏低與跌倒風(fēng)險(xiǎn)上升、住院率增加、認(rèn)知功能下滑,乃至全因死亡率升高顯著相關(guān)。
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世界衛(wèi)生組織將衰弱定義為老年人從壓力事件中恢復(fù)的能力下降,這不僅僅是肌肉問題,而是身體、神經(jīng)和認(rèn)知系統(tǒng)的整體退化。握力之所以成為評(píng)估衰弱的核心指標(biāo),正是因?yàn)樗荛g接折射出多系統(tǒng)的綜合狀態(tài)。
加州大學(xué)河濱分校生物工程教授、該研究的資深作者胡曉平說:"握力不僅僅是肌肉力量的體現(xiàn),它也是衡量你隨著年齡增長(zhǎng),身體和大腦功能狀況的綜合指標(biāo)。"
這項(xiàng)研究的另一個(gè)重要價(jià)值在于方法論的突破。此前大多數(shù)研究聚焦于靜息狀態(tài)下的腦活動(dòng)或大腦結(jié)構(gòu)變化,而這項(xiàng)研究使用的是任務(wù)態(tài)功能性磁共振成像,即在參與者實(shí)際執(zhí)行握力動(dòng)作時(shí)同步采集神經(jīng)信號(hào),捕捉的是大腦在真實(shí)運(yùn)動(dòng)情境中的動(dòng)態(tài)反應(yīng),信號(hào)更直接,也更貼近臨床實(shí)際。
除尾狀核外,研究還發(fā)現(xiàn)海馬尾部(與記憶相關(guān))和前扣帶回皮層(與情緒、注意力調(diào)控相關(guān))也與握力存在相關(guān)性,但相關(guān)強(qiáng)度均不及尾狀核。這一發(fā)現(xiàn)提示,維持老年人身體機(jī)能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可能以尾狀核為核心樞紐向外輻射整合。
接下來,研究者希望做的事情,是把這張神經(jīng)地圖變成臨床工具。胡曉平說:"這最終可以幫助臨床醫(yī)生在人們開始失去力量之前,通過識(shí)別大腦活動(dòng)的特定模式來更早發(fā)現(xiàn)衰弱征兆。"而加法里則進(jìn)一步設(shè)想,既然肌肉可以通過訓(xùn)練增強(qiáng),那么通過有針對(duì)性的神經(jīng)干預(yù)手段來強(qiáng)化尾狀核相關(guān)的功能連接,在理論上同樣具有可行性。
這項(xiàng)研究的樣本量目前只有60人,結(jié)論需要在更大規(guī)模、更多樣化的人群中加以驗(yàn)證,距離真正的臨床應(yīng)用還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。
但它至少說明了一件事:衰老不是從肌肉開始的,它更早地,悄悄發(fā)生在大腦深處那個(gè)彎曲的小結(jié)構(gòu)里。
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