中國是世界上老年人口數(shù)量zui多的國家,也是人口老齡化發(fā)展速度zui快的國家之一。民政部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至2014年底,中國老年人的數(shù)量已達(dá)到2.12億,占人口總數(shù)的15.5%。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計,到本世紀(jì)中期,中國將有近5億人口超過60歲,而這個數(shù)字將超過美國人口總數(shù)。
老齡化過程伴隨著一系列大腦結(jié)構(gòu)和功能的改變,導(dǎo)致老年人記憶、加工速度以及執(zhí)行功能等重要認(rèn)知能力的下降。研究人員從未停止過對認(rèn)知能力下降的腦機(jī)制探索,特別是隨著功能磁共振成像技術(shù)的普及?;谌蝿?wù)態(tài)功能磁共振成像的認(rèn)知老化研究中,樣本量通常較小,絕大多數(shù)研究的被試量都在10-30人之間,其結(jié)果往往難以得到重復(fù)驗證,信效度也會受到影響。此外,已有認(rèn)知老化研究中,研究者往往關(guān)注認(rèn)知任務(wù)引發(fā)的腦區(qū)激活。近年來,系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)快速發(fā)展,腦連接組學(xué)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)人腦符合分布式的網(wǎng)絡(luò)組織?;诠δ艽殴舱癯上竦难芯恳脖砻髡J(rèn)知年老化的腦活動變化不僅體現(xiàn)在局部腦區(qū)激活上,還體現(xiàn)在大尺度腦功能網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)前,認(rèn)知老化過程伴隨的腦功能網(wǎng)絡(luò)的變化缺乏系統(tǒng)結(jié)果,并且其與行為改變之間的關(guān)系尚未解讀。
中國科學(xué)院心理研究所行為科學(xué)重點實驗室左西年研究組的副研究員李會杰開創(chuàng)性地采用人腦功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)劃分的zui近進(jìn)展,對已發(fā)表的114項(涉及2035名老年人和1845名青年人)關(guān)于認(rèn)知老化的任務(wù)態(tài)功能磁共振成像研究結(jié)果進(jìn)行了薈萃分析(Meta-analysis,一種對不同研究結(jié)果進(jìn)行收集、合并及統(tǒng)計分析的方法)發(fā)現(xiàn),執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時,與青年人相比,老年人在海馬旁回、梭狀回、額下回以及語言回等腦區(qū)激活降低,而在額中回、內(nèi)側(cè)額葉以及前中央回等腦區(qū)激活升高。對上述腦功能激活變化在七大腦功能網(wǎng)絡(luò)中的分布進(jìn)行深入數(shù)據(jù)挖掘(如下圖所示)發(fā)現(xiàn):1)系統(tǒng)水平上,老年人激活降低的腦區(qū)主要位于視覺網(wǎng)絡(luò),而激活升高的腦區(qū)主要位于額頂網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò);2)行為表現(xiàn)好的老年人(認(rèn)知保持組)腦激活升高集中性分布在額頂網(wǎng)絡(luò),而行為表現(xiàn)差(認(rèn)知下降組)的老年人激活升高則分散在背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、額頂網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò),但是兩組老年人激活降低的腦網(wǎng)絡(luò)分布相似。
該研究對傳統(tǒng)的認(rèn)知年老化模型提出了挑戰(zhàn)。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的認(rèn)知老化模型,如老年人半球非對稱性下降假說(HAROLD)、老化的前后轉(zhuǎn)移模型(PASA)、去分化假說、補(bǔ)償相關(guān)神經(jīng)環(huán)路利用假說(CRUNCH),以及老化和認(rèn)知的腳手架理論(STAC)等,都是建立在補(bǔ)償和分化的基礎(chǔ)上。在認(rèn)知老化研究中,區(qū)分成功補(bǔ)償(腦區(qū)激活升高,行為成績提高)和非成功補(bǔ)償(腦區(qū)激活升高,行為成績?nèi)匀惠^低)是非常重要的。額頂網(wǎng)絡(luò)是人腦核心認(rèn)知控制系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)不同腦網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換與功能協(xié)調(diào),該研究發(fā)現(xiàn)其在老年人認(rèn)知行為成功補(bǔ)償中發(fā)揮著至關(guān)重要的核心作用,其功能活動的不足將影響認(rèn)知行為功能下降。這些發(fā)現(xiàn)將推動全新認(rèn)知老化腦網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建以及針對現(xiàn)有模型進(jìn)行基于腦連接組學(xué)的修訂。
該研究受國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“973"計劃,2015CB351702)、國家自然科學(xué)基金委重點合作項目(81220108014)以及中科院重點部署項目(KSZD-EW-TZ-002)等資助,相關(guān)文章目前已在線發(fā)表于Neuroscience and Biobehavioral Reviews期刊。
論文信息:Li HJ*, Hou XH, Liu HH, Yue CL, Lu GM, Zuo XN*. (2015). Putting age-related task activation into large-scale brain networks: A meta-analysis of 114 fMRI studies on healthy aging.Neurosci. Biobehav. Rev. doi: 10.1016/j.neubiorev.2015.08.013.

老年人和青年人在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時激活變化對比的腦網(wǎng)絡(luò)分布。Overall表示在總體研究結(jié)果上;CogInv表示老年認(rèn)知不變組的研究;CogDec表示老年認(rèn)知下降組的研究;Y,青年人;O,老年人。


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