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<四川老太XBXBXBXBXB:一位白发老人的人生历程与时代印迹追忆>
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《抗衰大脑》
作者:[美]马克·米尔斯坦
译者:管秀兰 李杰
版本:湛庐文化丨浙江科学技术出版社
2026年1月
法国老人罗伯特·马钱德在101岁高龄创造了百岁老人骑行世界纪录。令人惊叹的是,虽然年逾百岁,他依然成功地提高了自己的骑行成绩。这位百岁老人的身体素质堪比42~61岁的男性。这说明,我们可以做到让自己的身体像年轻时一样运动自如,但我们的大脑功能是否也能如此呢?
我们该从什么时候开始关注大脑的衰老问题呢?
我经常听到三四十岁的人感叹说他们的大脑不像以前那样灵光了。他们可能在工作上再也无法做到像以往那样全神贯注了,或者似乎永远无法确信自己到底有没有锁上门。注意力难以集中、工作效率下降和回忆困难这些问题可能会令人沮丧,但更大的问题是这些症状往往被刻意掩饰,或者被误以为只是压力所致。我们凡胎肉体,都会有身体无能为力的情况,但不要低估和忽视这些迹象,非要等到状况恶化时才不得不面对。无论处于哪个年龄段,大脑将来的健康程度都和现在的脑健康状况密切相关。
我相信你一定听说过“衰老”这个词。许多人用它来描述当人达到一定年龄,头脑(尤其是记忆力)大不如前的情形。你可能会说:“哦,上了年纪时就那样,谁也没有办法。”而事实上,你可以做很多事情。如果你能呵护好自己的大脑,当一天天老去时,你的大脑应该可以做到与身体状况同步。人到老年仍保持头脑敏锐不只是靠老天爷垂青,对大多数人来说,这是完全可以实现的。
《我脑中的橡皮擦》(2004)剧照。
例如,在一些启发性研究中,研究人员对参与者的大脑进行了磁共振成像(MRI)扫描。部分参与者随后在某些关键的生活方式方面做出了较大调整,六个月到一年之后进行的跟踪脑部扫描显示,他们的大脑看起来比之前更加年轻了。这一实验组参与者的大脑仿佛是在时间隧道里旅行过一般。
年轻的大脑是饱满的,其灰质和白质,也就是脑细胞的体积更大。实验组参与者的大脑体积更大、更饱满,实际上他们的大脑的确是变大了,同时脑细胞之间的连接也增强了。相比之下,那些没有采取生活方式干预措施的对照组参与者,他们的大脑明显出现衰老,而且大脑体积较实验开始时也减小了。
大脑发生萎缩会影响正常功能,并可能出现一连串的失调和紊乱。我们不妨把脑细胞想象成轮胎,需要充满气才能正常使用。它们也像一座座充满活力的城市,从制造蛋白质到搬运分子再到复制DNA,总是忙个不停,就如同每个脑细胞里都存在一个熙熙攘攘的小型的纽约曼哈顿。我们思考、记忆和创新的能力与每个脑细胞的活力和饱满程度息息相关。如果细胞垮掉了,这些功能就无法实现,我们的认知能力也必然会受到影响。
必须强调的是,大脑不一定非要随着年龄增长而同步衰老,出现严重的认知问题也并非衰老的必然结果。
大脑的构造
要了解人的大脑是如何衰老的,我们要花点时间来上一堂脑科学速成课,先看看大脑的构造。我称其为“两页纸速成脑科学”,这堂课里最棒的是没有测验和考试。
如果打开自己的头骨,俯视大脑,首先映入眼帘的可能是它被正中间一条长长的裂隙分成两个部分。这个遍布褶皱的粉灰色整体结构被称为大脑。用专业术语来说,大脑的这两个部分叫作大脑半球,就如同地球的半球一样。和人的脸一样,大脑也是左右对称的。
实际上,现在看到的叫作大脑皮层,即大脑的外层,就是通常所说的“灰质”。大脑的内层是被称为白质的白色物质,由密集的神经纤维组成。
大脑皮层可以再划分为脑叶。每个大脑半球的皮层都有四个主要的脑叶,各自有着不同的工作分工:
•额叶位于大脑的前部和顶部,与思考、决策和运动控制有关。比如说,当你试着学习一段最新的舞蹈或学着下棋时,使用的正是额叶部分。•顶叶位于额叶后方,负责处理来自感官的信息。例如,当你漫步于一处主题公园时,所感受到的温度、听到的声音、闻到的气味,以及当你开着碰碰车撞击时的感觉,都是由大脑的顶叶来处理。•颞叶位于大脑前部下方,在记忆方面发挥作用。颞叶会提取人的记忆,并将其与感官信息整合在一起。•枕叶在大脑的后部,主要负责视觉处理。•小脑位于头骨的后部,颞叶和枕叶的下方,在运动协调、姿势控制和平衡方面起着重要的作用。•脑干位于大脑的底部,与脊髓相连,负责调节呼吸、心频等重要的自主过程。
现在,我们已经了解了大脑的基本结构。下面让我们更深入地讨论一下大脑是由什么组成的。
成年人的大脑平均重约1.35千克,由约800亿个脑细胞或神经元组成。要理解这个量级的大小,更直观些的话,要想从1数到800亿——容我算一下,大约需要在2500年的时间里不间断地计数。一个脑细胞有多大?请看这个i中的圆点,它大约是50个脑细胞的大小。
令人惊讶的是,你刚出生时大脑重约340克,之后会最终增加到4倍之多。猜一猜,这一过程中,保持不变的是什么?是脑细胞的数量。你现在拥有800亿~1000亿个脑细胞,其中大部分是与生俱来的。没错,你所拥有的大部分脑细胞,在出生之前就已经形成了。不过,在你的一生当中,大脑的几个重要部分还可以产生新的脑细胞,其中一个便是与记忆相关的海马。本书后续章节会反复提到海马,讨论如何才能使之保持健康,提高记忆力。
那么,后来这些额外增加的重量是如何而来的呢?首先是来自细胞之间的连接。你的思想、感觉、记忆、运动方式以及存在的每一个方面,也就是本质上构成你的一切,都存在于这些细胞的相互作用之中。这800亿~1000亿个神经元通过负责传导的轴突和接收器树突上的100万亿个连接,相互发送电信号和化学信号来进行交流。顺便说一下,100万亿至少是我们银河系中恒星数量的1000倍。事实上,大脑中的电流足够点亮一个灯泡。也许有一天我们将用大脑来为电器供电!大脑发育时,增加的还有胶质细胞这样的支持细胞,如星形胶质细胞和少突胶质细胞,它们会将神经元固定在适当的位置上。在你学习新事物的过程中,大脑会生成髓鞘,它像是包裹在脑细胞之外的涂层,与电线外层的绝缘材料类似。髓鞘可以使电信号传播得更快,从而使你更好地处理和应对任务,同时增加了大脑的重量。
纪录片《大脑深处》(2023)海报(局部)。
在大脑发育过程中,当你学习新事物时,就会发生所谓的重塑进程,这在童年和青少年时期表现尤为突出。这一进程贯穿你的一生,只是在其他时段的程度相对较轻。大部分重塑发生在脑细胞间的连接当中,当你学习和记忆信息时,脑细胞之间的连接会变得更强。这100万亿个连接便是你的记忆、行为模式和思维模式,即你的思考、行动和感受方式。这些连接究竟是通过什么方式,来告诉你在哪里找到钥匙、把车停在哪里或者刚遇到的人的名字是什么的呢?本质上,记忆是如何形成和重温的呢?每当你学习新的东西时,无论是在婴儿时期学走路,还是成长时期学习使用某项新技术,都会在脑细胞之间建立连接。每个脑细胞可以连接大约1万个其他细胞,这就是为什么现在你的大脑中会有大约100万亿个连接。但是,在你3岁的时候,大脑有多少连接呢?
答案是现在的10倍!即1000万亿个连接。这个数量级超过了日常接触范围。从你出生到3岁这段时间,大脑中产生新连接的速度是每秒1万~2万个。连接的这种爆发性增长被称为突触过剩。这一进程在你约8岁时达到顶峰,然后大脑连接会快速消失。但别害怕!这是一个被称为修剪的正常过程,其间大脑会筛选出哪些细胞连接需要保留,哪些可以放弃。修剪会使大脑加强与关键技能和信息相关的连接,并形成你个性的各个方面。把大脑想象成一棵修剪整齐的灌木或盆栽:在这些关键的发育时期,你的大脑正在剪掉杂乱生长的枝叶,如此一来,你的个性、兴趣、好恶以及本质自我,就都可以具体呈现了。这里的重点和关键信息是,大脑在发育过程中会修剪掉不必要的连接,从而将你塑造成你正在成为的人。
《超体》(2014)剧照。
修剪过程会持续一生,以建立新的连接,同时去除不需要的连接。你也可以把大脑想象成自己的桌面:要想提高效率就必须清理上面的杂物,但清理之后,桌面还是会不知不觉地被杂物堆满,所以清理并不是一次性的或一劳永逸的,必须进行一次又一次的清理。每天晚上睡觉的时候,你的大脑都会修剪掉那些它认为你不再需要的连接。
随着年龄增长,大脑虽然不会像年幼时那样快速变化,但仍旧在持续不断地变化着。因为大脑是可塑的,你可以在任何年龄使它变得更强健、更具适应性,从而改善记忆力、管理压力、提高注意力和工作效率。无论在哪个年龄段,你都可以通过改变自己的大脑,来培养新的习惯,提高判断力,使自己从身心创伤中走出来。生命中最美好的希望是,我们总是在不断进步,随着大脑的重塑,我们能做到一天比一天更好。
你的大脑究竟多大岁数了
我们知道,我们的大脑年龄通常与我们的实际年龄不一样。例如,有一群人被称为“超级老人”,他们已经80多岁了,却拥有比自己年轻几十岁的认知功能。相反,人的大脑年龄也可能比其实际年龄要老一些,显然这不是我们想要的!
我们无法自己在家里做个测试,就明确地辨别出大脑有多“老”或多“年轻”,尽管许多在线测验可能会告诉你相反的情况,但要知道其中大多数测验并非基于科学。我们可以确定地说,处于最佳功能状态的大脑就是年轻和健康的。而且,大脑功能最佳时通常记忆力也最强。随着日渐老去,我们可能很难记住一些名字、面孔、事件等,甚至忘掉我们刚刚读过什么或吃过什么。在年轻的大脑中,被称为神经分化的进程是高效而稳健的,其间特定的脑细胞负责记住面部特征等特定类型的信息。随着年龄增长,这一过程会退化,因此细胞会失去其特异性,无法正常发挥功能。它们不再只关注面孔,还试图记住其他类型的信息。而超级老人的神经分化类似于25岁的年轻人,这是他们的记忆力不逊于年轻人的部分原因。
《脑火》(2016)剧照。
那么,这些拥有强大记忆力的超级老人,以及所有大脑年龄比实际年龄小的人,还有什么秘密呢?2021年发表的一项研究给出了一些令人惊讶的答案。该研究历时18个月,追踪了330名年龄在100岁及以上的超级老人。研究人员发现,他们的记忆力或认知能力在大多数方面都没有减退。虽然18个月的时间听起来并不长,但一旦一个人到了100岁,就脑健康而言,2年对他们来说相当于75岁时的25年。例如,人在100岁以后,患认知症的风险每2年便增加60%,而75岁的老人患认知症的风险则在25年的时间增加60%。换句话说,25年的风险被压缩到100岁以后的2年当中。
那么,这些心智强健的百岁老人有什么秘诀呢?你可能会忍不住猜测是源于基因。虽然基因肯定是一个重要方面,但在这项研究中,16.8%的参与者携带可能会增加阿尔茨海默病风险的基因,却没有患病。生活方式似乎才是这个谜底的关键部分。
一个关键因素是他们一生都在不断学习新事物。要知道,人的记忆储存在脑细胞之间的连接中。我们可以把大脑想象成一个银行账户,存款额(相当于建立新连接)越高,净资产受提款的影响就越小。我们通过学习新事物来增加“存款”,虽然随着年龄的增长,自然会失去其中的一些连接,但剩余“存款”仍然够多。西班牙有句谚语如是说:“每天学习一件新事物。”这个简单的建议是维持脑健康的首要黄金规则。
虽然我们目前还不能让每个人通过脑部扫描来获知精确的大脑年龄,但以下几个指标可以帮助我们了解自己的大脑年龄。请自问以下问题:
1.执行功能——我把自己的每一天管理得怎么样?2.平衡协调能力——我的动作协调性和平衡能力如何?3.学习记忆能力——我能记住多少重要信息?4.运动能力——我能走多快?5.主观年龄——我觉得自己多大了?
当然,这些问题都不能取代专业的脑部扫描和神经科医生的综合评估。但是,这些基础指标可以帮助我们了解大脑的年龄。值得注意的是,简单地通过脑部扫描来确定一个人的大脑年龄,也存在技术复杂性和学术争议。例如,需要确定检测大脑的哪个区域,需要优先考虑哪些生物标志物,如白质或灰质、铁沉积水平和脑容量等。要警惕私人诊所提供的大脑年龄检测服务,尤其是收费高昂者,因为目前该技术主要是在大型研究机构中才能精准使用。同样,如果这是流动检测车提供的廉价服务,那也要小心对待。说实在的,在大型研究机构中,使用尖端影像技术测定大脑年龄已成为了解健康、疾病和预测死亡率的重要新兴手段。
我们将继续讨论其他关键因素,以深入了解我们的大脑年龄。一定要记住,决定大脑年龄的不是其中的某个因素,而是这些因素共同作用的结果。
大脑垃圾加剧衰老过程
既然知道了大脑可能比人的实际年龄更老,你可能很想搞清楚原因。导致大脑衰老或过早衰老的因素之一是垃圾和毒素的积累。大脑垃圾是脑细胞工作的副产品。记得前面说过每个脑细胞就像一个熙熙攘攘的曼哈顿吗?就像城市会变脏一样,在运转过程中,大脑也会变脏,会充斥着化学反应的残留物、环境毒素、衰老受损的细胞和废弃蛋白质。大脑本身只有1.35千克重,每年却会产生2.27千克的垃圾。这些垃圾通常会被回收或清理出去,但如果哪个环节发生故障,垃圾就会越积越多,并对大脑造成损害。多余的垃圾会干扰脑细胞之间的信息传递,最终导致细胞萎缩和死亡。大脑垃圾以多种形式存在,但主要是淀粉样斑以及由一种神经元微管相关蛋白——tau蛋白形成的神经原纤维缠结。
为了更好地理解斑块到底是如何形成的,我们来想象一间房顶架有天线可以接收电视信号的屋子。如果天线坏了,不仅无法接收到电视信号,天线的碎片可能还会对屋顶产生破坏。脑细胞也可能会发生同样的情况。细胞表面有看起来像是天线的受体,组成了一个覆盖广泛的通信和防御系统。有许多不同类型的受体在生命的各种复杂行为和情感中发挥着作用。例如,有些受体专门接收细胞生长信号。受体还负责识别试图进入细胞的化学物质。如果受体辨认出某些化学物质,便会将细胞屏障解锁,让这些可以影响情绪和学习情感(比如爱的能力)的化学物质进入细胞内。
脑细胞上有一种被称为淀粉样前体蛋白(APP)的受体。有时,有些酶会出现,并像剪刀一样将APP剪切成小片。有几个因素会导致这些酶剪切APP,炎症便是其中之一。现在我们需要知道的是,这种特定受体APP被剪切后的碎片恰好具有黏性,会聚集在一起形成斑块,我们称之为β淀粉样蛋白。
脑细胞之间会形成斑块,而缠结是在细胞内部产生的垃圾。在细胞内部,有着一个由丝状物和毛细管道构成的网状系统,被称为细胞骨架,它能将蛋白质和营养物质输送到细胞的各个部分。你可以将这个细胞骨架想象成微观的地铁轨道。细胞骨架被一种叫作tau蛋白的蛋白质固定在特定位置上,类似于铁轨被固定在枕木上。但有时候,维持这个精细输送系统的tau蛋白分子会脱离细胞骨架,并附着在其他的tau蛋白分子上。你可以想象一些铁路枕木松散杂乱地堆放在一起的样子,大脑中的神经原纤维缠结看起来就是这个样子。
目前,我们还没有完全弄清楚是什么导致这些tau蛋白分子移位,但有证据表明,炎症、有害成分的积累和细胞内的化学反应都是相关因素。一旦这些神经原纤维缠结堆积在一个脑细胞中,就会泄漏出来,并被旁边的健康细胞吸收。这些健康细胞得到错误信号,会产生更多的神经原纤维缠结,从而逐渐破坏所有的脑细胞。2021年的一项研究发现,要想预测记忆力衰退,追踪大脑中tau蛋白的积累程度比追踪斑块的发展程度更加有效。
斑块和神经原纤维缠结是阿尔茨海默病中最常见的两种大脑垃圾,而tau蛋白缠结还会出现在其他形式的认知症中,也见于慢性创伤性脑病,这是一种由脑震荡等头部损伤造成的脑损伤。而导致抑郁症、帕金森病和焦虑等其他疾病和功能障碍的根源,可能是其他类型的大脑垃圾。例如,一种叫作α-突触核蛋白的蛋白质会聚集成有害簇团,进而损坏能够分泌多巴胺的脑细胞,而多巴胺是有助于动作协调的。当这些细胞遭到破坏,帕金森病的震颤症状就会随之出现。
大脑垃圾的日积月累,通常还会导致注意力减退、效率降低以及精力急剧下降等生物性衰老迹象。简而言之,大脑垃圾越多,大脑就越老。
那么,这些垃圾可以清除吗?虽然没有“大脑洗涤剂”,但科学家们已经有了一系列的发现,证实身体有着功能强大的自洁方式,可以实实在在地清除大脑垃圾。学习新事物就是方式之一,同时能增加脑细胞之间的连接。另外一种自然清理方式与免疫系统相关。
本文选自《抗衰大脑》,较原文有删节修改。已获得出版社授权刊发。
2026-03-20 20:01:21《抗衰大脑》
作者:[美]马克·米尔斯坦
译者:管秀兰 李杰
版本:湛庐文化丨浙江科学技术出版社
2026年1月
法国老人罗伯特·马钱德在101岁高龄创造了百岁老人骑行世界纪录。令人惊叹的是,虽然年逾百岁,他依然成功地提高了自己的骑行成绩。这位百岁老人的身体素质堪比42~61岁的男性。这说明,我们可以做到让自己的身体像年轻时一样运动自如,但我们的大脑功能是否也能如此呢?
我们该从什么时候开始关注大脑的衰老问题呢?
我经常听到三四十岁的人感叹说他们的大脑不像以前那样灵光了。他们可能在工作上再也无法做到像以往那样全神贯注了,或者似乎永远无法确信自己到底有没有锁上门。注意力难以集中、工作效率下降和回忆困难这些问题可能会令人沮丧,但更大的问题是这些症状往往被刻意掩饰,或者被误以为只是压力所致。我们凡胎肉体,都会有身体无能为力的情况,但不要低估和忽视这些迹象,非要等到状况恶化时才不得不面对。无论处于哪个年龄段,大脑将来的健康程度都和现在的脑健康状况密切相关。
我相信你一定听说过“衰老”这个词。许多人用它来描述当人达到一定年龄,头脑(尤其是记忆力)大不如前的情形。你可能会说:“哦,上了年纪时就那样,谁也没有办法。”而事实上,你可以做很多事情。如果你能呵护好自己的大脑,当一天天老去时,你的大脑应该可以做到与身体状况同步。人到老年仍保持头脑敏锐不只是靠老天爷垂青,对大多数人来说,这是完全可以实现的。
《我脑中的橡皮擦》(2004)剧照。
例如,在一些启发性研究中,研究人员对参与者的大脑进行了磁共振成像(MRI)扫描。部分参与者随后在某些关键的生活方式方面做出了较大调整,六个月到一年之后进行的跟踪脑部扫描显示,他们的大脑看起来比之前更加年轻了。这一实验组参与者的大脑仿佛是在时间隧道里旅行过一般。
年轻的大脑是饱满的,其灰质和白质,也就是脑细胞的体积更大。实验组参与者的大脑体积更大、更饱满,实际上他们的大脑的确是变大了,同时脑细胞之间的连接也增强了。相比之下,那些没有采取生活方式干预措施的对照组参与者,他们的大脑明显出现衰老,而且大脑体积较实验开始时也减小了。
大脑发生萎缩会影响正常功能,并可能出现一连串的失调和紊乱。我们不妨把脑细胞想象成轮胎,需要充满气才能正常使用。它们也像一座座充满活力的城市,从制造蛋白质到搬运分子再到复制DNA,总是忙个不停,就如同每个脑细胞里都存在一个熙熙攘攘的小型的纽约曼哈顿。我们思考、记忆和创新的能力与每个脑细胞的活力和饱满程度息息相关。如果细胞垮掉了,这些功能就无法实现,我们的认知能力也必然会受到影响。
必须强调的是,大脑不一定非要随着年龄增长而同步衰老,出现严重的认知问题也并非衰老的必然结果。
大脑的构造
要了解人的大脑是如何衰老的,我们要花点时间来上一堂脑科学速成课,先看看大脑的构造。我称其为“两页纸速成脑科学”,这堂课里最棒的是没有测验和考试。
如果打开自己的头骨,俯视大脑,首先映入眼帘的可能是它被正中间一条长长的裂隙分成两个部分。这个遍布褶皱的粉灰色整体结构被称为大脑。用专业术语来说,大脑的这两个部分叫作大脑半球,就如同地球的半球一样。和人的脸一样,大脑也是左右对称的。
实际上,现在看到的叫作大脑皮层,即大脑的外层,就是通常所说的“灰质”。大脑的内层是被称为白质的白色物质,由密集的神经纤维组成。
大脑皮层可以再划分为脑叶。每个大脑半球的皮层都有四个主要的脑叶,各自有着不同的工作分工:
•额叶位于大脑的前部和顶部,与思考、决策和运动控制有关。比如说,当你试着学习一段最新的舞蹈或学着下棋时,使用的正是额叶部分。•顶叶位于额叶后方,负责处理来自感官的信息。例如,当你漫步于一处主题公园时,所感受到的温度、听到的声音、闻到的气味,以及当你开着碰碰车撞击时的感觉,都是由大脑的顶叶来处理。•颞叶位于大脑前部下方,在记忆方面发挥作用。颞叶会提取人的记忆,并将其与感官信息整合在一起。•枕叶在大脑的后部,主要负责视觉处理。•小脑位于头骨的后部,颞叶和枕叶的下方,在运动协调、姿势控制和平衡方面起着重要的作用。•脑干位于大脑的底部,与脊髓相连,负责调节呼吸、心频等重要的自主过程。
现在,我们已经了解了大脑的基本结构。下面让我们更深入地讨论一下大脑是由什么组成的。
成年人的大脑平均重约1.35千克,由约800亿个脑细胞或神经元组成。要理解这个量级的大小,更直观些的话,要想从1数到800亿——容我算一下,大约需要在2500年的时间里不间断地计数。一个脑细胞有多大?请看这个i中的圆点,它大约是50个脑细胞的大小。
令人惊讶的是,你刚出生时大脑重约340克,之后会最终增加到4倍之多。猜一猜,这一过程中,保持不变的是什么?是脑细胞的数量。你现在拥有800亿~1000亿个脑细胞,其中大部分是与生俱来的。没错,你所拥有的大部分脑细胞,在出生之前就已经形成了。不过,在你的一生当中,大脑的几个重要部分还可以产生新的脑细胞,其中一个便是与记忆相关的海马。本书后续章节会反复提到海马,讨论如何才能使之保持健康,提高记忆力。
那么,后来这些额外增加的重量是如何而来的呢?首先是来自细胞之间的连接。你的思想、感觉、记忆、运动方式以及存在的每一个方面,也就是本质上构成你的一切,都存在于这些细胞的相互作用之中。这800亿~1000亿个神经元通过负责传导的轴突和接收器树突上的100万亿个连接,相互发送电信号和化学信号来进行交流。顺便说一下,100万亿至少是我们银河系中恒星数量的1000倍。事实上,大脑中的电流足够点亮一个灯泡。也许有一天我们将用大脑来为电器供电!大脑发育时,增加的还有胶质细胞这样的支持细胞,如星形胶质细胞和少突胶质细胞,它们会将神经元固定在适当的位置上。在你学习新事物的过程中,大脑会生成髓鞘,它像是包裹在脑细胞之外的涂层,与电线外层的绝缘材料类似。髓鞘可以使电信号传播得更快,从而使你更好地处理和应对任务,同时增加了大脑的重量。
纪录片《大脑深处》(2023)海报(局部)。
在大脑发育过程中,当你学习新事物时,就会发生所谓的重塑进程,这在童年和青少年时期表现尤为突出。这一进程贯穿你的一生,只是在其他时段的程度相对较轻。大部分重塑发生在脑细胞间的连接当中,当你学习和记忆信息时,脑细胞之间的连接会变得更强。这100万亿个连接便是你的记忆、行为模式和思维模式,即你的思考、行动和感受方式。这些连接究竟是通过什么方式,来告诉你在哪里找到钥匙、把车停在哪里或者刚遇到的人的名字是什么的呢?本质上,记忆是如何形成和重温的呢?每当你学习新的东西时,无论是在婴儿时期学走路,还是成长时期学习使用某项新技术,都会在脑细胞之间建立连接。每个脑细胞可以连接大约1万个其他细胞,这就是为什么现在你的大脑中会有大约100万亿个连接。但是,在你3岁的时候,大脑有多少连接呢?
答案是现在的10倍!即1000万亿个连接。这个数量级超过了日常接触范围。从你出生到3岁这段时间,大脑中产生新连接的速度是每秒1万~2万个。连接的这种爆发性增长被称为突触过剩。这一进程在你约8岁时达到顶峰,然后大脑连接会快速消失。但别害怕!这是一个被称为修剪的正常过程,其间大脑会筛选出哪些细胞连接需要保留,哪些可以放弃。修剪会使大脑加强与关键技能和信息相关的连接,并形成你个性的各个方面。把大脑想象成一棵修剪整齐的灌木或盆栽:在这些关键的发育时期,你的大脑正在剪掉杂乱生长的枝叶,如此一来,你的个性、兴趣、好恶以及本质自我,就都可以具体呈现了。这里的重点和关键信息是,大脑在发育过程中会修剪掉不必要的连接,从而将你塑造成你正在成为的人。
《超体》(2014)剧照。
修剪过程会持续一生,以建立新的连接,同时去除不需要的连接。你也可以把大脑想象成自己的桌面:要想提高效率就必须清理上面的杂物,但清理之后,桌面还是会不知不觉地被杂物堆满,所以清理并不是一次性的或一劳永逸的,必须进行一次又一次的清理。每天晚上睡觉的时候,你的大脑都会修剪掉那些它认为你不再需要的连接。
随着年龄增长,大脑虽然不会像年幼时那样快速变化,但仍旧在持续不断地变化着。因为大脑是可塑的,你可以在任何年龄使它变得更强健、更具适应性,从而改善记忆力、管理压力、提高注意力和工作效率。无论在哪个年龄段,你都可以通过改变自己的大脑,来培养新的习惯,提高判断力,使自己从身心创伤中走出来。生命中最美好的希望是,我们总是在不断进步,随着大脑的重塑,我们能做到一天比一天更好。
你的大脑究竟多大岁数了
我们知道,我们的大脑年龄通常与我们的实际年龄不一样。例如,有一群人被称为“超级老人”,他们已经80多岁了,却拥有比自己年轻几十岁的认知功能。相反,人的大脑年龄也可能比其实际年龄要老一些,显然这不是我们想要的!
我们无法自己在家里做个测试,就明确地辨别出大脑有多“老”或多“年轻”,尽管许多在线测验可能会告诉你相反的情况,但要知道其中大多数测验并非基于科学。我们可以确定地说,处于最佳功能状态的大脑就是年轻和健康的。而且,大脑功能最佳时通常记忆力也最强。随着日渐老去,我们可能很难记住一些名字、面孔、事件等,甚至忘掉我们刚刚读过什么或吃过什么。在年轻的大脑中,被称为神经分化的进程是高效而稳健的,其间特定的脑细胞负责记住面部特征等特定类型的信息。随着年龄增长,这一过程会退化,因此细胞会失去其特异性,无法正常发挥功能。它们不再只关注面孔,还试图记住其他类型的信息。而超级老人的神经分化类似于25岁的年轻人,这是他们的记忆力不逊于年轻人的部分原因。
《脑火》(2016)剧照。
那么,这些拥有强大记忆力的超级老人,以及所有大脑年龄比实际年龄小的人,还有什么秘密呢?2021年发表的一项研究给出了一些令人惊讶的答案。该研究历时18个月,追踪了330名年龄在100岁及以上的超级老人。研究人员发现,他们的记忆力或认知能力在大多数方面都没有减退。虽然18个月的时间听起来并不长,但一旦一个人到了100岁,就脑健康而言,2年对他们来说相当于75岁时的25年。例如,人在100岁以后,患认知症的风险每2年便增加60%,而75岁的老人患认知症的风险则在25年的时间增加60%。换句话说,25年的风险被压缩到100岁以后的2年当中。
那么,这些心智强健的百岁老人有什么秘诀呢?你可能会忍不住猜测是源于基因。虽然基因肯定是一个重要方面,但在这项研究中,16.8%的参与者携带可能会增加阿尔茨海默病风险的基因,却没有患病。生活方式似乎才是这个谜底的关键部分。
一个关键因素是他们一生都在不断学习新事物。要知道,人的记忆储存在脑细胞之间的连接中。我们可以把大脑想象成一个银行账户,存款额(相当于建立新连接)越高,净资产受提款的影响就越小。我们通过学习新事物来增加“存款”,虽然随着年龄的增长,自然会失去其中的一些连接,但剩余“存款”仍然够多。西班牙有句谚语如是说:“每天学习一件新事物。”这个简单的建议是维持脑健康的首要黄金规则。
虽然我们目前还不能让每个人通过脑部扫描来获知精确的大脑年龄,但以下几个指标可以帮助我们了解自己的大脑年龄。请自问以下问题:
1.执行功能——我把自己的每一天管理得怎么样?2.平衡协调能力——我的动作协调性和平衡能力如何?3.学习记忆能力——我能记住多少重要信息?4.运动能力——我能走多快?5.主观年龄——我觉得自己多大了?
当然,这些问题都不能取代专业的脑部扫描和神经科医生的综合评估。但是,这些基础指标可以帮助我们了解大脑的年龄。值得注意的是,简单地通过脑部扫描来确定一个人的大脑年龄,也存在技术复杂性和学术争议。例如,需要确定检测大脑的哪个区域,需要优先考虑哪些生物标志物,如白质或灰质、铁沉积水平和脑容量等。要警惕私人诊所提供的大脑年龄检测服务,尤其是收费高昂者,因为目前该技术主要是在大型研究机构中才能精准使用。同样,如果这是流动检测车提供的廉价服务,那也要小心对待。说实在的,在大型研究机构中,使用尖端影像技术测定大脑年龄已成为了解健康、疾病和预测死亡率的重要新兴手段。
我们将继续讨论其他关键因素,以深入了解我们的大脑年龄。一定要记住,决定大脑年龄的不是其中的某个因素,而是这些因素共同作用的结果。
大脑垃圾加剧衰老过程
既然知道了大脑可能比人的实际年龄更老,你可能很想搞清楚原因。导致大脑衰老或过早衰老的因素之一是垃圾和毒素的积累。大脑垃圾是脑细胞工作的副产品。记得前面说过每个脑细胞就像一个熙熙攘攘的曼哈顿吗?就像城市会变脏一样,在运转过程中,大脑也会变脏,会充斥着化学反应的残留物、环境毒素、衰老受损的细胞和废弃蛋白质。大脑本身只有1.35千克重,每年却会产生2.27千克的垃圾。这些垃圾通常会被回收或清理出去,但如果哪个环节发生故障,垃圾就会越积越多,并对大脑造成损害。多余的垃圾会干扰脑细胞之间的信息传递,最终导致细胞萎缩和死亡。大脑垃圾以多种形式存在,但主要是淀粉样斑以及由一种神经元微管相关蛋白——tau蛋白形成的神经原纤维缠结。
为了更好地理解斑块到底是如何形成的,我们来想象一间房顶架有天线可以接收电视信号的屋子。如果天线坏了,不仅无法接收到电视信号,天线的碎片可能还会对屋顶产生破坏。脑细胞也可能会发生同样的情况。细胞表面有看起来像是天线的受体,组成了一个覆盖广泛的通信和防御系统。有许多不同类型的受体在生命的各种复杂行为和情感中发挥着作用。例如,有些受体专门接收细胞生长信号。受体还负责识别试图进入细胞的化学物质。如果受体辨认出某些化学物质,便会将细胞屏障解锁,让这些可以影响情绪和学习情感(比如爱的能力)的化学物质进入细胞内。
脑细胞上有一种被称为淀粉样前体蛋白(APP)的受体。有时,有些酶会出现,并像剪刀一样将APP剪切成小片。有几个因素会导致这些酶剪切APP,炎症便是其中之一。现在我们需要知道的是,这种特定受体APP被剪切后的碎片恰好具有黏性,会聚集在一起形成斑块,我们称之为β淀粉样蛋白。
脑细胞之间会形成斑块,而缠结是在细胞内部产生的垃圾。在细胞内部,有着一个由丝状物和毛细管道构成的网状系统,被称为细胞骨架,它能将蛋白质和营养物质输送到细胞的各个部分。你可以将这个细胞骨架想象成微观的地铁轨道。细胞骨架被一种叫作tau蛋白的蛋白质固定在特定位置上,类似于铁轨被固定在枕木上。但有时候,维持这个精细输送系统的tau蛋白分子会脱离细胞骨架,并附着在其他的tau蛋白分子上。你可以想象一些铁路枕木松散杂乱地堆放在一起的样子,大脑中的神经原纤维缠结看起来就是这个样子。
目前,我们还没有完全弄清楚是什么导致这些tau蛋白分子移位,但有证据表明,炎症、有害成分的积累和细胞内的化学反应都是相关因素。一旦这些神经原纤维缠结堆积在一个脑细胞中,就会泄漏出来,并被旁边的健康细胞吸收。这些健康细胞得到错误信号,会产生更多的神经原纤维缠结,从而逐渐破坏所有的脑细胞。2021年的一项研究发现,要想预测记忆力衰退,追踪大脑中tau蛋白的积累程度比追踪斑块的发展程度更加有效。
斑块和神经原纤维缠结是阿尔茨海默病中最常见的两种大脑垃圾,而tau蛋白缠结还会出现在其他形式的认知症中,也见于慢性创伤性脑病,这是一种由脑震荡等头部损伤造成的脑损伤。而导致抑郁症、帕金森病和焦虑等其他疾病和功能障碍的根源,可能是其他类型的大脑垃圾。例如,一种叫作α-突触核蛋白的蛋白质会聚集成有害簇团,进而损坏能够分泌多巴胺的脑细胞,而多巴胺是有助于动作协调的。当这些细胞遭到破坏,帕金森病的震颤症状就会随之出现。
大脑垃圾的日积月累,通常还会导致注意力减退、效率降低以及精力急剧下降等生物性衰老迹象。简而言之,大脑垃圾越多,大脑就越老。
那么,这些垃圾可以清除吗?虽然没有“大脑洗涤剂”,但科学家们已经有了一系列的发现,证实身体有着功能强大的自洁方式,可以实实在在地清除大脑垃圾。学习新事物就是方式之一,同时能增加脑细胞之间的连接。另外一种自然清理方式与免疫系统相关。
本文选自《抗衰大脑》,较原文有删节修改。已获得出版社授权刊发。
2026-03-20 20:01:21《抗衰大脑》
作者:[美]马克·米尔斯坦
译者:管秀兰 李杰
版本:湛庐文化丨浙江科学技术出版社
2026年1月
法国老人罗伯特·马钱德在101岁高龄创造了百岁老人骑行世界纪录。令人惊叹的是,虽然年逾百岁,他依然成功地提高了自己的骑行成绩。这位百岁老人的身体素质堪比42~61岁的男性。这说明,我们可以做到让自己的身体像年轻时一样运动自如,但我们的大脑功能是否也能如此呢?
我们该从什么时候开始关注大脑的衰老问题呢?
我经常听到三四十岁的人感叹说他们的大脑不像以前那样灵光了。他们可能在工作上再也无法做到像以往那样全神贯注了,或者似乎永远无法确信自己到底有没有锁上门。注意力难以集中、工作效率下降和回忆困难这些问题可能会令人沮丧,但更大的问题是这些症状往往被刻意掩饰,或者被误以为只是压力所致。我们凡胎肉体,都会有身体无能为力的情况,但不要低估和忽视这些迹象,非要等到状况恶化时才不得不面对。无论处于哪个年龄段,大脑将来的健康程度都和现在的脑健康状况密切相关。
我相信你一定听说过“衰老”这个词。许多人用它来描述当人达到一定年龄,头脑(尤其是记忆力)大不如前的情形。你可能会说:“哦,上了年纪时就那样,谁也没有办法。”而事实上,你可以做很多事情。如果你能呵护好自己的大脑,当一天天老去时,你的大脑应该可以做到与身体状况同步。人到老年仍保持头脑敏锐不只是靠老天爷垂青,对大多数人来说,这是完全可以实现的。
《我脑中的橡皮擦》(2004)剧照。
例如,在一些启发性研究中,研究人员对参与者的大脑进行了磁共振成像(MRI)扫描。部分参与者随后在某些关键的生活方式方面做出了较大调整,六个月到一年之后进行的跟踪脑部扫描显示,他们的大脑看起来比之前更加年轻了。这一实验组参与者的大脑仿佛是在时间隧道里旅行过一般。
年轻的大脑是饱满的,其灰质和白质,也就是脑细胞的体积更大。实验组参与者的大脑体积更大、更饱满,实际上他们的大脑的确是变大了,同时脑细胞之间的连接也增强了。相比之下,那些没有采取生活方式干预措施的对照组参与者,他们的大脑明显出现衰老,而且大脑体积较实验开始时也减小了。
大脑发生萎缩会影响正常功能,并可能出现一连串的失调和紊乱。我们不妨把脑细胞想象成轮胎,需要充满气才能正常使用。它们也像一座座充满活力的城市,从制造蛋白质到搬运分子再到复制DNA,总是忙个不停,就如同每个脑细胞里都存在一个熙熙攘攘的小型的纽约曼哈顿。我们思考、记忆和创新的能力与每个脑细胞的活力和饱满程度息息相关。如果细胞垮掉了,这些功能就无法实现,我们的认知能力也必然会受到影响。
必须强调的是,大脑不一定非要随着年龄增长而同步衰老,出现严重的认知问题也并非衰老的必然结果。
大脑的构造
要了解人的大脑是如何衰老的,我们要花点时间来上一堂脑科学速成课,先看看大脑的构造。我称其为“两页纸速成脑科学”,这堂课里最棒的是没有测验和考试。
如果打开自己的头骨,俯视大脑,首先映入眼帘的可能是它被正中间一条长长的裂隙分成两个部分。这个遍布褶皱的粉灰色整体结构被称为大脑。用专业术语来说,大脑的这两个部分叫作大脑半球,就如同地球的半球一样。和人的脸一样,大脑也是左右对称的。
实际上,现在看到的叫作大脑皮层,即大脑的外层,就是通常所说的“灰质”。大脑的内层是被称为白质的白色物质,由密集的神经纤维组成。
大脑皮层可以再划分为脑叶。每个大脑半球的皮层都有四个主要的脑叶,各自有着不同的工作分工:
•额叶位于大脑的前部和顶部,与思考、决策和运动控制有关。比如说,当你试着学习一段最新的舞蹈或学着下棋时,使用的正是额叶部分。•顶叶位于额叶后方,负责处理来自感官的信息。例如,当你漫步于一处主题公园时,所感受到的温度、听到的声音、闻到的气味,以及当你开着碰碰车撞击时的感觉,都是由大脑的顶叶来处理。•颞叶位于大脑前部下方,在记忆方面发挥作用。颞叶会提取人的记忆,并将其与感官信息整合在一起。•枕叶在大脑的后部,主要负责视觉处理。•小脑位于头骨的后部,颞叶和枕叶的下方,在运动协调、姿势控制和平衡方面起着重要的作用。•脑干位于大脑的底部,与脊髓相连,负责调节呼吸、心频等重要的自主过程。
现在,我们已经了解了大脑的基本结构。下面让我们更深入地讨论一下大脑是由什么组成的。
成年人的大脑平均重约1.35千克,由约800亿个脑细胞或神经元组成。要理解这个量级的大小,更直观些的话,要想从1数到800亿——容我算一下,大约需要在2500年的时间里不间断地计数。一个脑细胞有多大?请看这个i中的圆点,它大约是50个脑细胞的大小。
令人惊讶的是,你刚出生时大脑重约340克,之后会最终增加到4倍之多。猜一猜,这一过程中,保持不变的是什么?是脑细胞的数量。你现在拥有800亿~1000亿个脑细胞,其中大部分是与生俱来的。没错,你所拥有的大部分脑细胞,在出生之前就已经形成了。不过,在你的一生当中,大脑的几个重要部分还可以产生新的脑细胞,其中一个便是与记忆相关的海马。本书后续章节会反复提到海马,讨论如何才能使之保持健康,提高记忆力。
那么,后来这些额外增加的重量是如何而来的呢?首先是来自细胞之间的连接。你的思想、感觉、记忆、运动方式以及存在的每一个方面,也就是本质上构成你的一切,都存在于这些细胞的相互作用之中。这800亿~1000亿个神经元通过负责传导的轴突和接收器树突上的100万亿个连接,相互发送电信号和化学信号来进行交流。顺便说一下,100万亿至少是我们银河系中恒星数量的1000倍。事实上,大脑中的电流足够点亮一个灯泡。也许有一天我们将用大脑来为电器供电!大脑发育时,增加的还有胶质细胞这样的支持细胞,如星形胶质细胞和少突胶质细胞,它们会将神经元固定在适当的位置上。在你学习新事物的过程中,大脑会生成髓鞘,它像是包裹在脑细胞之外的涂层,与电线外层的绝缘材料类似。髓鞘可以使电信号传播得更快,从而使你更好地处理和应对任务,同时增加了大脑的重量。
纪录片《大脑深处》(2023)海报(局部)。
在大脑发育过程中,当你学习新事物时,就会发生所谓的重塑进程,这在童年和青少年时期表现尤为突出。这一进程贯穿你的一生,只是在其他时段的程度相对较轻。大部分重塑发生在脑细胞间的连接当中,当你学习和记忆信息时,脑细胞之间的连接会变得更强。这100万亿个连接便是你的记忆、行为模式和思维模式,即你的思考、行动和感受方式。这些连接究竟是通过什么方式,来告诉你在哪里找到钥匙、把车停在哪里或者刚遇到的人的名字是什么的呢?本质上,记忆是如何形成和重温的呢?每当你学习新的东西时,无论是在婴儿时期学走路,还是成长时期学习使用某项新技术,都会在脑细胞之间建立连接。每个脑细胞可以连接大约1万个其他细胞,这就是为什么现在你的大脑中会有大约100万亿个连接。但是,在你3岁的时候,大脑有多少连接呢?
答案是现在的10倍!即1000万亿个连接。这个数量级超过了日常接触范围。从你出生到3岁这段时间,大脑中产生新连接的速度是每秒1万~2万个。连接的这种爆发性增长被称为突触过剩。这一进程在你约8岁时达到顶峰,然后大脑连接会快速消失。但别害怕!这是一个被称为修剪的正常过程,其间大脑会筛选出哪些细胞连接需要保留,哪些可以放弃。修剪会使大脑加强与关键技能和信息相关的连接,并形成你个性的各个方面。把大脑想象成一棵修剪整齐的灌木或盆栽:在这些关键的发育时期,你的大脑正在剪掉杂乱生长的枝叶,如此一来,你的个性、兴趣、好恶以及本质自我,就都可以具体呈现了。这里的重点和关键信息是,大脑在发育过程中会修剪掉不必要的连接,从而将你塑造成你正在成为的人。
《超体》(2014)剧照。
修剪过程会持续一生,以建立新的连接,同时去除不需要的连接。你也可以把大脑想象成自己的桌面:要想提高效率就必须清理上面的杂物,但清理之后,桌面还是会不知不觉地被杂物堆满,所以清理并不是一次性的或一劳永逸的,必须进行一次又一次的清理。每天晚上睡觉的时候,你的大脑都会修剪掉那些它认为你不再需要的连接。
随着年龄增长,大脑虽然不会像年幼时那样快速变化,但仍旧在持续不断地变化着。因为大脑是可塑的,你可以在任何年龄使它变得更强健、更具适应性,从而改善记忆力、管理压力、提高注意力和工作效率。无论在哪个年龄段,你都可以通过改变自己的大脑,来培养新的习惯,提高判断力,使自己从身心创伤中走出来。生命中最美好的希望是,我们总是在不断进步,随着大脑的重塑,我们能做到一天比一天更好。
你的大脑究竟多大岁数了
我们知道,我们的大脑年龄通常与我们的实际年龄不一样。例如,有一群人被称为“超级老人”,他们已经80多岁了,却拥有比自己年轻几十岁的认知功能。相反,人的大脑年龄也可能比其实际年龄要老一些,显然这不是我们想要的!
我们无法自己在家里做个测试,就明确地辨别出大脑有多“老”或多“年轻”,尽管许多在线测验可能会告诉你相反的情况,但要知道其中大多数测验并非基于科学。我们可以确定地说,处于最佳功能状态的大脑就是年轻和健康的。而且,大脑功能最佳时通常记忆力也最强。随着日渐老去,我们可能很难记住一些名字、面孔、事件等,甚至忘掉我们刚刚读过什么或吃过什么。在年轻的大脑中,被称为神经分化的进程是高效而稳健的,其间特定的脑细胞负责记住面部特征等特定类型的信息。随着年龄增长,这一过程会退化,因此细胞会失去其特异性,无法正常发挥功能。它们不再只关注面孔,还试图记住其他类型的信息。而超级老人的神经分化类似于25岁的年轻人,这是他们的记忆力不逊于年轻人的部分原因。
《脑火》(2016)剧照。
那么,这些拥有强大记忆力的超级老人,以及所有大脑年龄比实际年龄小的人,还有什么秘密呢?2021年发表的一项研究给出了一些令人惊讶的答案。该研究历时18个月,追踪了330名年龄在100岁及以上的超级老人。研究人员发现,他们的记忆力或认知能力在大多数方面都没有减退。虽然18个月的时间听起来并不长,但一旦一个人到了100岁,就脑健康而言,2年对他们来说相当于75岁时的25年。例如,人在100岁以后,患认知症的风险每2年便增加60%,而75岁的老人患认知症的风险则在25年的时间增加60%。换句话说,25年的风险被压缩到100岁以后的2年当中。
那么,这些心智强健的百岁老人有什么秘诀呢?你可能会忍不住猜测是源于基因。虽然基因肯定是一个重要方面,但在这项研究中,16.8%的参与者携带可能会增加阿尔茨海默病风险的基因,却没有患病。生活方式似乎才是这个谜底的关键部分。
一个关键因素是他们一生都在不断学习新事物。要知道,人的记忆储存在脑细胞之间的连接中。我们可以把大脑想象成一个银行账户,存款额(相当于建立新连接)越高,净资产受提款的影响就越小。我们通过学习新事物来增加“存款”,虽然随着年龄的增长,自然会失去其中的一些连接,但剩余“存款”仍然够多。西班牙有句谚语如是说:“每天学习一件新事物。”这个简单的建议是维持脑健康的首要黄金规则。
虽然我们目前还不能让每个人通过脑部扫描来获知精确的大脑年龄,但以下几个指标可以帮助我们了解自己的大脑年龄。请自问以下问题:
1.执行功能——我把自己的每一天管理得怎么样?2.平衡协调能力——我的动作协调性和平衡能力如何?3.学习记忆能力——我能记住多少重要信息?4.运动能力——我能走多快?5.主观年龄——我觉得自己多大了?
当然,这些问题都不能取代专业的脑部扫描和神经科医生的综合评估。但是,这些基础指标可以帮助我们了解大脑的年龄。值得注意的是,简单地通过脑部扫描来确定一个人的大脑年龄,也存在技术复杂性和学术争议。例如,需要确定检测大脑的哪个区域,需要优先考虑哪些生物标志物,如白质或灰质、铁沉积水平和脑容量等。要警惕私人诊所提供的大脑年龄检测服务,尤其是收费高昂者,因为目前该技术主要是在大型研究机构中才能精准使用。同样,如果这是流动检测车提供的廉价服务,那也要小心对待。说实在的,在大型研究机构中,使用尖端影像技术测定大脑年龄已成为了解健康、疾病和预测死亡率的重要新兴手段。
我们将继续讨论其他关键因素,以深入了解我们的大脑年龄。一定要记住,决定大脑年龄的不是其中的某个因素,而是这些因素共同作用的结果。
大脑垃圾加剧衰老过程
既然知道了大脑可能比人的实际年龄更老,你可能很想搞清楚原因。导致大脑衰老或过早衰老的因素之一是垃圾和毒素的积累。大脑垃圾是脑细胞工作的副产品。记得前面说过每个脑细胞就像一个熙熙攘攘的曼哈顿吗?就像城市会变脏一样,在运转过程中,大脑也会变脏,会充斥着化学反应的残留物、环境毒素、衰老受损的细胞和废弃蛋白质。大脑本身只有1.35千克重,每年却会产生2.27千克的垃圾。这些垃圾通常会被回收或清理出去,但如果哪个环节发生故障,垃圾就会越积越多,并对大脑造成损害。多余的垃圾会干扰脑细胞之间的信息传递,最终导致细胞萎缩和死亡。大脑垃圾以多种形式存在,但主要是淀粉样斑以及由一种神经元微管相关蛋白——tau蛋白形成的神经原纤维缠结。
为了更好地理解斑块到底是如何形成的,我们来想象一间房顶架有天线可以接收电视信号的屋子。如果天线坏了,不仅无法接收到电视信号,天线的碎片可能还会对屋顶产生破坏。脑细胞也可能会发生同样的情况。细胞表面有看起来像是天线的受体,组成了一个覆盖广泛的通信和防御系统。有许多不同类型的受体在生命的各种复杂行为和情感中发挥着作用。例如,有些受体专门接收细胞生长信号。受体还负责识别试图进入细胞的化学物质。如果受体辨认出某些化学物质,便会将细胞屏障解锁,让这些可以影响情绪和学习情感(比如爱的能力)的化学物质进入细胞内。
脑细胞上有一种被称为淀粉样前体蛋白(APP)的受体。有时,有些酶会出现,并像剪刀一样将APP剪切成小片。有几个因素会导致这些酶剪切APP,炎症便是其中之一。现在我们需要知道的是,这种特定受体APP被剪切后的碎片恰好具有黏性,会聚集在一起形成斑块,我们称之为β淀粉样蛋白。
脑细胞之间会形成斑块,而缠结是在细胞内部产生的垃圾。在细胞内部,有着一个由丝状物和毛细管道构成的网状系统,被称为细胞骨架,它能将蛋白质和营养物质输送到细胞的各个部分。你可以将这个细胞骨架想象成微观的地铁轨道。细胞骨架被一种叫作tau蛋白的蛋白质固定在特定位置上,类似于铁轨被固定在枕木上。但有时候,维持这个精细输送系统的tau蛋白分子会脱离细胞骨架,并附着在其他的tau蛋白分子上。你可以想象一些铁路枕木松散杂乱地堆放在一起的样子,大脑中的神经原纤维缠结看起来就是这个样子。
目前,我们还没有完全弄清楚是什么导致这些tau蛋白分子移位,但有证据表明,炎症、有害成分的积累和细胞内的化学反应都是相关因素。一旦这些神经原纤维缠结堆积在一个脑细胞中,就会泄漏出来,并被旁边的健康细胞吸收。这些健康细胞得到错误信号,会产生更多的神经原纤维缠结,从而逐渐破坏所有的脑细胞。2021年的一项研究发现,要想预测记忆力衰退,追踪大脑中tau蛋白的积累程度比追踪斑块的发展程度更加有效。
斑块和神经原纤维缠结是阿尔茨海默病中最常见的两种大脑垃圾,而tau蛋白缠结还会出现在其他形式的认知症中,也见于慢性创伤性脑病,这是一种由脑震荡等头部损伤造成的脑损伤。而导致抑郁症、帕金森病和焦虑等其他疾病和功能障碍的根源,可能是其他类型的大脑垃圾。例如,一种叫作α-突触核蛋白的蛋白质会聚集成有害簇团,进而损坏能够分泌多巴胺的脑细胞,而多巴胺是有助于动作协调的。当这些细胞遭到破坏,帕金森病的震颤症状就会随之出现。
大脑垃圾的日积月累,通常还会导致注意力减退、效率降低以及精力急剧下降等生物性衰老迹象。简而言之,大脑垃圾越多,大脑就越老。
那么,这些垃圾可以清除吗?虽然没有“大脑洗涤剂”,但科学家们已经有了一系列的发现,证实身体有着功能强大的自洁方式,可以实实在在地清除大脑垃圾。学习新事物就是方式之一,同时能增加脑细胞之间的连接。另外一种自然清理方式与免疫系统相关。
本文选自《抗衰大脑》,较原文有删节修改。已获得出版社授权刊发。
2026-03-20 20:01:21《抗衰大脑》
作者:[美]马克·米尔斯坦
译者:管秀兰 李杰
版本:湛庐文化丨浙江科学技术出版社
2026年1月
法国老人罗伯特·马钱德在101岁高龄创造了百岁老人骑行世界纪录。令人惊叹的是,虽然年逾百岁,他依然成功地提高了自己的骑行成绩。这位百岁老人的身体素质堪比42~61岁的男性。这说明,我们可以做到让自己的身体像年轻时一样运动自如,但我们的大脑功能是否也能如此呢?
我们该从什么时候开始关注大脑的衰老问题呢?
我经常听到三四十岁的人感叹说他们的大脑不像以前那样灵光了。他们可能在工作上再也无法做到像以往那样全神贯注了,或者似乎永远无法确信自己到底有没有锁上门。注意力难以集中、工作效率下降和回忆困难这些问题可能会令人沮丧,但更大的问题是这些症状往往被刻意掩饰,或者被误以为只是压力所致。我们凡胎肉体,都会有身体无能为力的情况,但不要低估和忽视这些迹象,非要等到状况恶化时才不得不面对。无论处于哪个年龄段,大脑将来的健康程度都和现在的脑健康状况密切相关。
我相信你一定听说过“衰老”这个词。许多人用它来描述当人达到一定年龄,头脑(尤其是记忆力)大不如前的情形。你可能会说:“哦,上了年纪时就那样,谁也没有办法。”而事实上,你可以做很多事情。如果你能呵护好自己的大脑,当一天天老去时,你的大脑应该可以做到与身体状况同步。人到老年仍保持头脑敏锐不只是靠老天爷垂青,对大多数人来说,这是完全可以实现的。
《我脑中的橡皮擦》(2004)剧照。
例如,在一些启发性研究中,研究人员对参与者的大脑进行了磁共振成像(MRI)扫描。部分参与者随后在某些关键的生活方式方面做出了较大调整,六个月到一年之后进行的跟踪脑部扫描显示,他们的大脑看起来比之前更加年轻了。这一实验组参与者的大脑仿佛是在时间隧道里旅行过一般。
年轻的大脑是饱满的,其灰质和白质,也就是脑细胞的体积更大。实验组参与者的大脑体积更大、更饱满,实际上他们的大脑的确是变大了,同时脑细胞之间的连接也增强了。相比之下,那些没有采取生活方式干预措施的对照组参与者,他们的大脑明显出现衰老,而且大脑体积较实验开始时也减小了。
大脑发生萎缩会影响正常功能,并可能出现一连串的失调和紊乱。我们不妨把脑细胞想象成轮胎,需要充满气才能正常使用。它们也像一座座充满活力的城市,从制造蛋白质到搬运分子再到复制DNA,总是忙个不停,就如同每个脑细胞里都存在一个熙熙攘攘的小型的纽约曼哈顿。我们思考、记忆和创新的能力与每个脑细胞的活力和饱满程度息息相关。如果细胞垮掉了,这些功能就无法实现,我们的认知能力也必然会受到影响。
必须强调的是,大脑不一定非要随着年龄增长而同步衰老,出现严重的认知问题也并非衰老的必然结果。
大脑的构造
要了解人的大脑是如何衰老的,我们要花点时间来上一堂脑科学速成课,先看看大脑的构造。我称其为“两页纸速成脑科学”,这堂课里最棒的是没有测验和考试。
如果打开自己的头骨,俯视大脑,首先映入眼帘的可能是它被正中间一条长长的裂隙分成两个部分。这个遍布褶皱的粉灰色整体结构被称为大脑。用专业术语来说,大脑的这两个部分叫作大脑半球,就如同地球的半球一样。和人的脸一样,大脑也是左右对称的。
实际上,现在看到的叫作大脑皮层,即大脑的外层,就是通常所说的“灰质”。大脑的内层是被称为白质的白色物质,由密集的神经纤维组成。
大脑皮层可以再划分为脑叶。每个大脑半球的皮层都有四个主要的脑叶,各自有着不同的工作分工:
•额叶位于大脑的前部和顶部,与思考、决策和运动控制有关。比如说,当你试着学习一段最新的舞蹈或学着下棋时,使用的正是额叶部分。•顶叶位于额叶后方,负责处理来自感官的信息。例如,当你漫步于一处主题公园时,所感受到的温度、听到的声音、闻到的气味,以及当你开着碰碰车撞击时的感觉,都是由大脑的顶叶来处理。•颞叶位于大脑前部下方,在记忆方面发挥作用。颞叶会提取人的记忆,并将其与感官信息整合在一起。•枕叶在大脑的后部,主要负责视觉处理。•小脑位于头骨的后部,颞叶和枕叶的下方,在运动协调、姿势控制和平衡方面起着重要的作用。•脑干位于大脑的底部,与脊髓相连,负责调节呼吸、心频等重要的自主过程。
现在,我们已经了解了大脑的基本结构。下面让我们更深入地讨论一下大脑是由什么组成的。
成年人的大脑平均重约1.35千克,由约800亿个脑细胞或神经元组成。要理解这个量级的大小,更直观些的话,要想从1数到800亿——容我算一下,大约需要在2500年的时间里不间断地计数。一个脑细胞有多大?请看这个i中的圆点,它大约是50个脑细胞的大小。
令人惊讶的是,你刚出生时大脑重约340克,之后会最终增加到4倍之多。猜一猜,这一过程中,保持不变的是什么?是脑细胞的数量。你现在拥有800亿~1000亿个脑细胞,其中大部分是与生俱来的。没错,你所拥有的大部分脑细胞,在出生之前就已经形成了。不过,在你的一生当中,大脑的几个重要部分还可以产生新的脑细胞,其中一个便是与记忆相关的海马。本书后续章节会反复提到海马,讨论如何才能使之保持健康,提高记忆力。
那么,后来这些额外增加的重量是如何而来的呢?首先是来自细胞之间的连接。你的思想、感觉、记忆、运动方式以及存在的每一个方面,也就是本质上构成你的一切,都存在于这些细胞的相互作用之中。这800亿~1000亿个神经元通过负责传导的轴突和接收器树突上的100万亿个连接,相互发送电信号和化学信号来进行交流。顺便说一下,100万亿至少是我们银河系中恒星数量的1000倍。事实上,大脑中的电流足够点亮一个灯泡。也许有一天我们将用大脑来为电器供电!大脑发育时,增加的还有胶质细胞这样的支持细胞,如星形胶质细胞和少突胶质细胞,它们会将神经元固定在适当的位置上。在你学习新事物的过程中,大脑会生成髓鞘,它像是包裹在脑细胞之外的涂层,与电线外层的绝缘材料类似。髓鞘可以使电信号传播得更快,从而使你更好地处理和应对任务,同时增加了大脑的重量。
纪录片《大脑深处》(2023)海报(局部)。
在大脑发育过程中,当你学习新事物时,就会发生所谓的重塑进程,这在童年和青少年时期表现尤为突出。这一进程贯穿你的一生,只是在其他时段的程度相对较轻。大部分重塑发生在脑细胞间的连接当中,当你学习和记忆信息时,脑细胞之间的连接会变得更强。这100万亿个连接便是你的记忆、行为模式和思维模式,即你的思考、行动和感受方式。这些连接究竟是通过什么方式,来告诉你在哪里找到钥匙、把车停在哪里或者刚遇到的人的名字是什么的呢?本质上,记忆是如何形成和重温的呢?每当你学习新的东西时,无论是在婴儿时期学走路,还是成长时期学习使用某项新技术,都会在脑细胞之间建立连接。每个脑细胞可以连接大约1万个其他细胞,这就是为什么现在你的大脑中会有大约100万亿个连接。但是,在你3岁的时候,大脑有多少连接呢?
答案是现在的10倍!即1000万亿个连接。这个数量级超过了日常接触范围。从你出生到3岁这段时间,大脑中产生新连接的速度是每秒1万~2万个。连接的这种爆发性增长被称为突触过剩。这一进程在你约8岁时达到顶峰,然后大脑连接会快速消失。但别害怕!这是一个被称为修剪的正常过程,其间大脑会筛选出哪些细胞连接需要保留,哪些可以放弃。修剪会使大脑加强与关键技能和信息相关的连接,并形成你个性的各个方面。把大脑想象成一棵修剪整齐的灌木或盆栽:在这些关键的发育时期,你的大脑正在剪掉杂乱生长的枝叶,如此一来,你的个性、兴趣、好恶以及本质自我,就都可以具体呈现了。这里的重点和关键信息是,大脑在发育过程中会修剪掉不必要的连接,从而将你塑造成你正在成为的人。
《超体》(2014)剧照。
修剪过程会持续一生,以建立新的连接,同时去除不需要的连接。你也可以把大脑想象成自己的桌面:要想提高效率就必须清理上面的杂物,但清理之后,桌面还是会不知不觉地被杂物堆满,所以清理并不是一次性的或一劳永逸的,必须进行一次又一次的清理。每天晚上睡觉的时候,你的大脑都会修剪掉那些它认为你不再需要的连接。
随着年龄增长,大脑虽然不会像年幼时那样快速变化,但仍旧在持续不断地变化着。因为大脑是可塑的,你可以在任何年龄使它变得更强健、更具适应性,从而改善记忆力、管理压力、提高注意力和工作效率。无论在哪个年龄段,你都可以通过改变自己的大脑,来培养新的习惯,提高判断力,使自己从身心创伤中走出来。生命中最美好的希望是,我们总是在不断进步,随着大脑的重塑,我们能做到一天比一天更好。
你的大脑究竟多大岁数了
我们知道,我们的大脑年龄通常与我们的实际年龄不一样。例如,有一群人被称为“超级老人”,他们已经80多岁了,却拥有比自己年轻几十岁的认知功能。相反,人的大脑年龄也可能比其实际年龄要老一些,显然这不是我们想要的!
我们无法自己在家里做个测试,就明确地辨别出大脑有多“老”或多“年轻”,尽管许多在线测验可能会告诉你相反的情况,但要知道其中大多数测验并非基于科学。我们可以确定地说,处于最佳功能状态的大脑就是年轻和健康的。而且,大脑功能最佳时通常记忆力也最强。随着日渐老去,我们可能很难记住一些名字、面孔、事件等,甚至忘掉我们刚刚读过什么或吃过什么。在年轻的大脑中,被称为神经分化的进程是高效而稳健的,其间特定的脑细胞负责记住面部特征等特定类型的信息。随着年龄增长,这一过程会退化,因此细胞会失去其特异性,无法正常发挥功能。它们不再只关注面孔,还试图记住其他类型的信息。而超级老人的神经分化类似于25岁的年轻人,这是他们的记忆力不逊于年轻人的部分原因。
《脑火》(2016)剧照。
那么,这些拥有强大记忆力的超级老人,以及所有大脑年龄比实际年龄小的人,还有什么秘密呢?2021年发表的一项研究给出了一些令人惊讶的答案。该研究历时18个月,追踪了330名年龄在100岁及以上的超级老人。研究人员发现,他们的记忆力或认知能力在大多数方面都没有减退。虽然18个月的时间听起来并不长,但一旦一个人到了100岁,就脑健康而言,2年对他们来说相当于75岁时的25年。例如,人在100岁以后,患认知症的风险每2年便增加60%,而75岁的老人患认知症的风险则在25年的时间增加60%。换句话说,25年的风险被压缩到100岁以后的2年当中。
那么,这些心智强健的百岁老人有什么秘诀呢?你可能会忍不住猜测是源于基因。虽然基因肯定是一个重要方面,但在这项研究中,16.8%的参与者携带可能会增加阿尔茨海默病风险的基因,却没有患病。生活方式似乎才是这个谜底的关键部分。
一个关键因素是他们一生都在不断学习新事物。要知道,人的记忆储存在脑细胞之间的连接中。我们可以把大脑想象成一个银行账户,存款额(相当于建立新连接)越高,净资产受提款的影响就越小。我们通过学习新事物来增加“存款”,虽然随着年龄的增长,自然会失去其中的一些连接,但剩余“存款”仍然够多。西班牙有句谚语如是说:“每天学习一件新事物。”这个简单的建议是维持脑健康的首要黄金规则。
虽然我们目前还不能让每个人通过脑部扫描来获知精确的大脑年龄,但以下几个指标可以帮助我们了解自己的大脑年龄。请自问以下问题:
1.执行功能——我把自己的每一天管理得怎么样?2.平衡协调能力——我的动作协调性和平衡能力如何?3.学习记忆能力——我能记住多少重要信息?4.运动能力——我能走多快?5.主观年龄——我觉得自己多大了?
当然,这些问题都不能取代专业的脑部扫描和神经科医生的综合评估。但是,这些基础指标可以帮助我们了解大脑的年龄。值得注意的是,简单地通过脑部扫描来确定一个人的大脑年龄,也存在技术复杂性和学术争议。例如,需要确定检测大脑的哪个区域,需要优先考虑哪些生物标志物,如白质或灰质、铁沉积水平和脑容量等。要警惕私人诊所提供的大脑年龄检测服务,尤其是收费高昂者,因为目前该技术主要是在大型研究机构中才能精准使用。同样,如果这是流动检测车提供的廉价服务,那也要小心对待。说实在的,在大型研究机构中,使用尖端影像技术测定大脑年龄已成为了解健康、疾病和预测死亡率的重要新兴手段。
我们将继续讨论其他关键因素,以深入了解我们的大脑年龄。一定要记住,决定大脑年龄的不是其中的某个因素,而是这些因素共同作用的结果。
大脑垃圾加剧衰老过程
既然知道了大脑可能比人的实际年龄更老,你可能很想搞清楚原因。导致大脑衰老或过早衰老的因素之一是垃圾和毒素的积累。大脑垃圾是脑细胞工作的副产品。记得前面说过每个脑细胞就像一个熙熙攘攘的曼哈顿吗?就像城市会变脏一样,在运转过程中,大脑也会变脏,会充斥着化学反应的残留物、环境毒素、衰老受损的细胞和废弃蛋白质。大脑本身只有1.35千克重,每年却会产生2.27千克的垃圾。这些垃圾通常会被回收或清理出去,但如果哪个环节发生故障,垃圾就会越积越多,并对大脑造成损害。多余的垃圾会干扰脑细胞之间的信息传递,最终导致细胞萎缩和死亡。大脑垃圾以多种形式存在,但主要是淀粉样斑以及由一种神经元微管相关蛋白——tau蛋白形成的神经原纤维缠结。
为了更好地理解斑块到底是如何形成的,我们来想象一间房顶架有天线可以接收电视信号的屋子。如果天线坏了,不仅无法接收到电视信号,天线的碎片可能还会对屋顶产生破坏。脑细胞也可能会发生同样的情况。细胞表面有看起来像是天线的受体,组成了一个覆盖广泛的通信和防御系统。有许多不同类型的受体在生命的各种复杂行为和情感中发挥着作用。例如,有些受体专门接收细胞生长信号。受体还负责识别试图进入细胞的化学物质。如果受体辨认出某些化学物质,便会将细胞屏障解锁,让这些可以影响情绪和学习情感(比如爱的能力)的化学物质进入细胞内。
脑细胞上有一种被称为淀粉样前体蛋白(APP)的受体。有时,有些酶会出现,并像剪刀一样将APP剪切成小片。有几个因素会导致这些酶剪切APP,炎症便是其中之一。现在我们需要知道的是,这种特定受体APP被剪切后的碎片恰好具有黏性,会聚集在一起形成斑块,我们称之为β淀粉样蛋白。
脑细胞之间会形成斑块,而缠结是在细胞内部产生的垃圾。在细胞内部,有着一个由丝状物和毛细管道构成的网状系统,被称为细胞骨架,它能将蛋白质和营养物质输送到细胞的各个部分。你可以将这个细胞骨架想象成微观的地铁轨道。细胞骨架被一种叫作tau蛋白的蛋白质固定在特定位置上,类似于铁轨被固定在枕木上。但有时候,维持这个精细输送系统的tau蛋白分子会脱离细胞骨架,并附着在其他的tau蛋白分子上。你可以想象一些铁路枕木松散杂乱地堆放在一起的样子,大脑中的神经原纤维缠结看起来就是这个样子。
目前,我们还没有完全弄清楚是什么导致这些tau蛋白分子移位,但有证据表明,炎症、有害成分的积累和细胞内的化学反应都是相关因素。一旦这些神经原纤维缠结堆积在一个脑细胞中,就会泄漏出来,并被旁边的健康细胞吸收。这些健康细胞得到错误信号,会产生更多的神经原纤维缠结,从而逐渐破坏所有的脑细胞。2021年的一项研究发现,要想预测记忆力衰退,追踪大脑中tau蛋白的积累程度比追踪斑块的发展程度更加有效。
斑块和神经原纤维缠结是阿尔茨海默病中最常见的两种大脑垃圾,而tau蛋白缠结还会出现在其他形式的认知症中,也见于慢性创伤性脑病,这是一种由脑震荡等头部损伤造成的脑损伤。而导致抑郁症、帕金森病和焦虑等其他疾病和功能障碍的根源,可能是其他类型的大脑垃圾。例如,一种叫作α-突触核蛋白的蛋白质会聚集成有害簇团,进而损坏能够分泌多巴胺的脑细胞,而多巴胺是有助于动作协调的。当这些细胞遭到破坏,帕金森病的震颤症状就会随之出现。
大脑垃圾的日积月累,通常还会导致注意力减退、效率降低以及精力急剧下降等生物性衰老迹象。简而言之,大脑垃圾越多,大脑就越老。
那么,这些垃圾可以清除吗?虽然没有“大脑洗涤剂”,但科学家们已经有了一系列的发现,证实身体有着功能强大的自洁方式,可以实实在在地清除大脑垃圾。学习新事物就是方式之一,同时能增加脑细胞之间的连接。另外一种自然清理方式与免疫系统相关。
本文选自《抗衰大脑》,较原文有删节修改。已获得出版社授权刊发。
2026-03-20 20:01:21《抗衰大脑》
作者:[美]马克·米尔斯坦
译者:管秀兰 李杰
版本:湛庐文化丨浙江科学技术出版社
2026年1月
法国老人罗伯特·马钱德在101岁高龄创造了百岁老人骑行世界纪录。令人惊叹的是,虽然年逾百岁,他依然成功地提高了自己的骑行成绩。这位百岁老人的身体素质堪比42~61岁的男性。这说明,我们可以做到让自己的身体像年轻时一样运动自如,但我们的大脑功能是否也能如此呢?
我们该从什么时候开始关注大脑的衰老问题呢?
我经常听到三四十岁的人感叹说他们的大脑不像以前那样灵光了。他们可能在工作上再也无法做到像以往那样全神贯注了,或者似乎永远无法确信自己到底有没有锁上门。注意力难以集中、工作效率下降和回忆困难这些问题可能会令人沮丧,但更大的问题是这些症状往往被刻意掩饰,或者被误以为只是压力所致。我们凡胎肉体,都会有身体无能为力的情况,但不要低估和忽视这些迹象,非要等到状况恶化时才不得不面对。无论处于哪个年龄段,大脑将来的健康程度都和现在的脑健康状况密切相关。
我相信你一定听说过“衰老”这个词。许多人用它来描述当人达到一定年龄,头脑(尤其是记忆力)大不如前的情形。你可能会说:“哦,上了年纪时就那样,谁也没有办法。”而事实上,你可以做很多事情。如果你能呵护好自己的大脑,当一天天老去时,你的大脑应该可以做到与身体状况同步。人到老年仍保持头脑敏锐不只是靠老天爷垂青,对大多数人来说,这是完全可以实现的。
《我脑中的橡皮擦》(2004)剧照。
例如,在一些启发性研究中,研究人员对参与者的大脑进行了磁共振成像(MRI)扫描。部分参与者随后在某些关键的生活方式方面做出了较大调整,六个月到一年之后进行的跟踪脑部扫描显示,他们的大脑看起来比之前更加年轻了。这一实验组参与者的大脑仿佛是在时间隧道里旅行过一般。
年轻的大脑是饱满的,其灰质和白质,也就是脑细胞的体积更大。实验组参与者的大脑体积更大、更饱满,实际上他们的大脑的确是变大了,同时脑细胞之间的连接也增强了。相比之下,那些没有采取生活方式干预措施的对照组参与者,他们的大脑明显出现衰老,而且大脑体积较实验开始时也减小了。
大脑发生萎缩会影响正常功能,并可能出现一连串的失调和紊乱。我们不妨把脑细胞想象成轮胎,需要充满气才能正常使用。它们也像一座座充满活力的城市,从制造蛋白质到搬运分子再到复制DNA,总是忙个不停,就如同每个脑细胞里都存在一个熙熙攘攘的小型的纽约曼哈顿。我们思考、记忆和创新的能力与每个脑细胞的活力和饱满程度息息相关。如果细胞垮掉了,这些功能就无法实现,我们的认知能力也必然会受到影响。
必须强调的是,大脑不一定非要随着年龄增长而同步衰老,出现严重的认知问题也并非衰老的必然结果。
大脑的构造
要了解人的大脑是如何衰老的,我们要花点时间来上一堂脑科学速成课,先看看大脑的构造。我称其为“两页纸速成脑科学”,这堂课里最棒的是没有测验和考试。
如果打开自己的头骨,俯视大脑,首先映入眼帘的可能是它被正中间一条长长的裂隙分成两个部分。这个遍布褶皱的粉灰色整体结构被称为大脑。用专业术语来说,大脑的这两个部分叫作大脑半球,就如同地球的半球一样。和人的脸一样,大脑也是左右对称的。
实际上,现在看到的叫作大脑皮层,即大脑的外层,就是通常所说的“灰质”。大脑的内层是被称为白质的白色物质,由密集的神经纤维组成。
大脑皮层可以再划分为脑叶。每个大脑半球的皮层都有四个主要的脑叶,各自有着不同的工作分工:
•额叶位于大脑的前部和顶部,与思考、决策和运动控制有关。比如说,当你试着学习一段最新的舞蹈或学着下棋时,使用的正是额叶部分。•顶叶位于额叶后方,负责处理来自感官的信息。例如,当你漫步于一处主题公园时,所感受到的温度、听到的声音、闻到的气味,以及当你开着碰碰车撞击时的感觉,都是由大脑的顶叶来处理。•颞叶位于大脑前部下方,在记忆方面发挥作用。颞叶会提取人的记忆,并将其与感官信息整合在一起。•枕叶在大脑的后部,主要负责视觉处理。•小脑位于头骨的后部,颞叶和枕叶的下方,在运动协调、姿势控制和平衡方面起着重要的作用。•脑干位于大脑的底部,与脊髓相连,负责调节呼吸、心频等重要的自主过程。
现在,我们已经了解了大脑的基本结构。下面让我们更深入地讨论一下大脑是由什么组成的。
成年人的大脑平均重约1.35千克,由约800亿个脑细胞或神经元组成。要理解这个量级的大小,更直观些的话,要想从1数到800亿——容我算一下,大约需要在2500年的时间里不间断地计数。一个脑细胞有多大?请看这个i中的圆点,它大约是50个脑细胞的大小。
令人惊讶的是,你刚出生时大脑重约340克,之后会最终增加到4倍之多。猜一猜,这一过程中,保持不变的是什么?是脑细胞的数量。你现在拥有800亿~1000亿个脑细胞,其中大部分是与生俱来的。没错,你所拥有的大部分脑细胞,在出生之前就已经形成了。不过,在你的一生当中,大脑的几个重要部分还可以产生新的脑细胞,其中一个便是与记忆相关的海马。本书后续章节会反复提到海马,讨论如何才能使之保持健康,提高记忆力。
那么,后来这些额外增加的重量是如何而来的呢?首先是来自细胞之间的连接。你的思想、感觉、记忆、运动方式以及存在的每一个方面,也就是本质上构成你的一切,都存在于这些细胞的相互作用之中。这800亿~1000亿个神经元通过负责传导的轴突和接收器树突上的100万亿个连接,相互发送电信号和化学信号来进行交流。顺便说一下,100万亿至少是我们银河系中恒星数量的1000倍。事实上,大脑中的电流足够点亮一个灯泡。也许有一天我们将用大脑来为电器供电!大脑发育时,增加的还有胶质细胞这样的支持细胞,如星形胶质细胞和少突胶质细胞,它们会将神经元固定在适当的位置上。在你学习新事物的过程中,大脑会生成髓鞘,它像是包裹在脑细胞之外的涂层,与电线外层的绝缘材料类似。髓鞘可以使电信号传播得更快,从而使你更好地处理和应对任务,同时增加了大脑的重量。
纪录片《大脑深处》(2023)海报(局部)。
在大脑发育过程中,当你学习新事物时,就会发生所谓的重塑进程,这在童年和青少年时期表现尤为突出。这一进程贯穿你的一生,只是在其他时段的程度相对较轻。大部分重塑发生在脑细胞间的连接当中,当你学习和记忆信息时,脑细胞之间的连接会变得更强。这100万亿个连接便是你的记忆、行为模式和思维模式,即你的思考、行动和感受方式。这些连接究竟是通过什么方式,来告诉你在哪里找到钥匙、把车停在哪里或者刚遇到的人的名字是什么的呢?本质上,记忆是如何形成和重温的呢?每当你学习新的东西时,无论是在婴儿时期学走路,还是成长时期学习使用某项新技术,都会在脑细胞之间建立连接。每个脑细胞可以连接大约1万个其他细胞,这就是为什么现在你的大脑中会有大约100万亿个连接。但是,在你3岁的时候,大脑有多少连接呢?
答案是现在的10倍!即1000万亿个连接。这个数量级超过了日常接触范围。从你出生到3岁这段时间,大脑中产生新连接的速度是每秒1万~2万个。连接的这种爆发性增长被称为突触过剩。这一进程在你约8岁时达到顶峰,然后大脑连接会快速消失。但别害怕!这是一个被称为修剪的正常过程,其间大脑会筛选出哪些细胞连接需要保留,哪些可以放弃。修剪会使大脑加强与关键技能和信息相关的连接,并形成你个性的各个方面。把大脑想象成一棵修剪整齐的灌木或盆栽:在这些关键的发育时期,你的大脑正在剪掉杂乱生长的枝叶,如此一来,你的个性、兴趣、好恶以及本质自我,就都可以具体呈现了。这里的重点和关键信息是,大脑在发育过程中会修剪掉不必要的连接,从而将你塑造成你正在成为的人。
《超体》(2014)剧照。
修剪过程会持续一生,以建立新的连接,同时去除不需要的连接。你也可以把大脑想象成自己的桌面:要想提高效率就必须清理上面的杂物,但清理之后,桌面还是会不知不觉地被杂物堆满,所以清理并不是一次性的或一劳永逸的,必须进行一次又一次的清理。每天晚上睡觉的时候,你的大脑都会修剪掉那些它认为你不再需要的连接。
随着年龄增长,大脑虽然不会像年幼时那样快速变化,但仍旧在持续不断地变化着。因为大脑是可塑的,你可以在任何年龄使它变得更强健、更具适应性,从而改善记忆力、管理压力、提高注意力和工作效率。无论在哪个年龄段,你都可以通过改变自己的大脑,来培养新的习惯,提高判断力,使自己从身心创伤中走出来。生命中最美好的希望是,我们总是在不断进步,随着大脑的重塑,我们能做到一天比一天更好。
你的大脑究竟多大岁数了
我们知道,我们的大脑年龄通常与我们的实际年龄不一样。例如,有一群人被称为“超级老人”,他们已经80多岁了,却拥有比自己年轻几十岁的认知功能。相反,人的大脑年龄也可能比其实际年龄要老一些,显然这不是我们想要的!
我们无法自己在家里做个测试,就明确地辨别出大脑有多“老”或多“年轻”,尽管许多在线测验可能会告诉你相反的情况,但要知道其中大多数测验并非基于科学。我们可以确定地说,处于最佳功能状态的大脑就是年轻和健康的。而且,大脑功能最佳时通常记忆力也最强。随着日渐老去,我们可能很难记住一些名字、面孔、事件等,甚至忘掉我们刚刚读过什么或吃过什么。在年轻的大脑中,被称为神经分化的进程是高效而稳健的,其间特定的脑细胞负责记住面部特征等特定类型的信息。随着年龄增长,这一过程会退化,因此细胞会失去其特异性,无法正常发挥功能。它们不再只关注面孔,还试图记住其他类型的信息。而超级老人的神经分化类似于25岁的年轻人,这是他们的记忆力不逊于年轻人的部分原因。
《脑火》(2016)剧照。
那么,这些拥有强大记忆力的超级老人,以及所有大脑年龄比实际年龄小的人,还有什么秘密呢?2021年发表的一项研究给出了一些令人惊讶的答案。该研究历时18个月,追踪了330名年龄在100岁及以上的超级老人。研究人员发现,他们的记忆力或认知能力在大多数方面都没有减退。虽然18个月的时间听起来并不长,但一旦一个人到了100岁,就脑健康而言,2年对他们来说相当于75岁时的25年。例如,人在100岁以后,患认知症的风险每2年便增加60%,而75岁的老人患认知症的风险则在25年的时间增加60%。换句话说,25年的风险被压缩到100岁以后的2年当中。
那么,这些心智强健的百岁老人有什么秘诀呢?你可能会忍不住猜测是源于基因。虽然基因肯定是一个重要方面,但在这项研究中,16.8%的参与者携带可能会增加阿尔茨海默病风险的基因,却没有患病。生活方式似乎才是这个谜底的关键部分。
一个关键因素是他们一生都在不断学习新事物。要知道,人的记忆储存在脑细胞之间的连接中。我们可以把大脑想象成一个银行账户,存款额(相当于建立新连接)越高,净资产受提款的影响就越小。我们通过学习新事物来增加“存款”,虽然随着年龄的增长,自然会失去其中的一些连接,但剩余“存款”仍然够多。西班牙有句谚语如是说:“每天学习一件新事物。”这个简单的建议是维持脑健康的首要黄金规则。
虽然我们目前还不能让每个人通过脑部扫描来获知精确的大脑年龄,但以下几个指标可以帮助我们了解自己的大脑年龄。请自问以下问题:
1.执行功能——我把自己的每一天管理得怎么样?2.平衡协调能力——我的动作协调性和平衡能力如何?3.学习记忆能力——我能记住多少重要信息?4.运动能力——我能走多快?5.主观年龄——我觉得自己多大了?
当然,这些问题都不能取代专业的脑部扫描和神经科医生的综合评估。但是,这些基础指标可以帮助我们了解大脑的年龄。值得注意的是,简单地通过脑部扫描来确定一个人的大脑年龄,也存在技术复杂性和学术争议。例如,需要确定检测大脑的哪个区域,需要优先考虑哪些生物标志物,如白质或灰质、铁沉积水平和脑容量等。要警惕私人诊所提供的大脑年龄检测服务,尤其是收费高昂者,因为目前该技术主要是在大型研究机构中才能精准使用。同样,如果这是流动检测车提供的廉价服务,那也要小心对待。说实在的,在大型研究机构中,使用尖端影像技术测定大脑年龄已成为了解健康、疾病和预测死亡率的重要新兴手段。
我们将继续讨论其他关键因素,以深入了解我们的大脑年龄。一定要记住,决定大脑年龄的不是其中的某个因素,而是这些因素共同作用的结果。
大脑垃圾加剧衰老过程
既然知道了大脑可能比人的实际年龄更老,你可能很想搞清楚原因。导致大脑衰老或过早衰老的因素之一是垃圾和毒素的积累。大脑垃圾是脑细胞工作的副产品。记得前面说过每个脑细胞就像一个熙熙攘攘的曼哈顿吗?就像城市会变脏一样,在运转过程中,大脑也会变脏,会充斥着化学反应的残留物、环境毒素、衰老受损的细胞和废弃蛋白质。大脑本身只有1.35千克重,每年却会产生2.27千克的垃圾。这些垃圾通常会被回收或清理出去,但如果哪个环节发生故障,垃圾就会越积越多,并对大脑造成损害。多余的垃圾会干扰脑细胞之间的信息传递,最终导致细胞萎缩和死亡。大脑垃圾以多种形式存在,但主要是淀粉样斑以及由一种神经元微管相关蛋白——tau蛋白形成的神经原纤维缠结。
为了更好地理解斑块到底是如何形成的,我们来想象一间房顶架有天线可以接收电视信号的屋子。如果天线坏了,不仅无法接收到电视信号,天线的碎片可能还会对屋顶产生破坏。脑细胞也可能会发生同样的情况。细胞表面有看起来像是天线的受体,组成了一个覆盖广泛的通信和防御系统。有许多不同类型的受体在生命的各种复杂行为和情感中发挥着作用。例如,有些受体专门接收细胞生长信号。受体还负责识别试图进入细胞的化学物质。如果受体辨认出某些化学物质,便会将细胞屏障解锁,让这些可以影响情绪和学习情感(比如爱的能力)的化学物质进入细胞内。
脑细胞上有一种被称为淀粉样前体蛋白(APP)的受体。有时,有些酶会出现,并像剪刀一样将APP剪切成小片。有几个因素会导致这些酶剪切APP,炎症便是其中之一。现在我们需要知道的是,这种特定受体APP被剪切后的碎片恰好具有黏性,会聚集在一起形成斑块,我们称之为β淀粉样蛋白。
脑细胞之间会形成斑块,而缠结是在细胞内部产生的垃圾。在细胞内部,有着一个由丝状物和毛细管道构成的网状系统,被称为细胞骨架,它能将蛋白质和营养物质输送到细胞的各个部分。你可以将这个细胞骨架想象成微观的地铁轨道。细胞骨架被一种叫作tau蛋白的蛋白质固定在特定位置上,类似于铁轨被固定在枕木上。但有时候,维持这个精细输送系统的tau蛋白分子会脱离细胞骨架,并附着在其他的tau蛋白分子上。你可以想象一些铁路枕木松散杂乱地堆放在一起的样子,大脑中的神经原纤维缠结看起来就是这个样子。
目前,我们还没有完全弄清楚是什么导致这些tau蛋白分子移位,但有证据表明,炎症、有害成分的积累和细胞内的化学反应都是相关因素。一旦这些神经原纤维缠结堆积在一个脑细胞中,就会泄漏出来,并被旁边的健康细胞吸收。这些健康细胞得到错误信号,会产生更多的神经原纤维缠结,从而逐渐破坏所有的脑细胞。2021年的一项研究发现,要想预测记忆力衰退,追踪大脑中tau蛋白的积累程度比追踪斑块的发展程度更加有效。
斑块和神经原纤维缠结是阿尔茨海默病中最常见的两种大脑垃圾,而tau蛋白缠结还会出现在其他形式的认知症中,也见于慢性创伤性脑病,这是一种由脑震荡等头部损伤造成的脑损伤。而导致抑郁症、帕金森病和焦虑等其他疾病和功能障碍的根源,可能是其他类型的大脑垃圾。例如,一种叫作α-突触核蛋白的蛋白质会聚集成有害簇团,进而损坏能够分泌多巴胺的脑细胞,而多巴胺是有助于动作协调的。当这些细胞遭到破坏,帕金森病的震颤症状就会随之出现。
大脑垃圾的日积月累,通常还会导致注意力减退、效率降低以及精力急剧下降等生物性衰老迹象。简而言之,大脑垃圾越多,大脑就越老。
那么,这些垃圾可以清除吗?虽然没有“大脑洗涤剂”,但科学家们已经有了一系列的发现,证实身体有着功能强大的自洁方式,可以实实在在地清除大脑垃圾。学习新事物就是方式之一,同时能增加脑细胞之间的连接。另外一种自然清理方式与免疫系统相关。
本文选自《抗衰大脑》,较原文有删节修改。已获得出版社授权刊发。
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