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最近,美國加利福尼亞大學(xué)的研究團(tuán)隊發(fā)表了一項關(guān)于大腦演化的研究成果。該研究顯示,人類的大腦正在變得越來越大,與年長者相比,年輕的實驗參與者的腦容量更大,大腦表面積也更大。研究團(tuán)隊推測,大腦容量的增加可能促使大腦儲備增加,從而降低罹患與年齡相關(guān)的癡呆癥(如阿爾茨海默病)的總體風(fēng)險。
研究團(tuán)隊采用的研究數(shù)據(jù)是弗雷明漢心臟研究項目(FHS)參與者的腦部磁共振成像(MRI)數(shù)據(jù)。FHS于1948年在美國馬薩諸塞州弗雷明漢啟動,共有5209名原始參與者,年齡為30~62歲。FHS至今仍在繼續(xù),已擴(kuò)展到第二代和第三代參與者。目前,參與此項研究的個體進(jìn)行MRI檢查時的平均年齡為57歲。
對MRI檢查結(jié)果進(jìn)行分析后,研究人員發(fā)現(xiàn),出生于20世紀(jì)30年代的參與者(簡稱“30年代組”)的平均大腦容量為1234毫升,而出生于20世紀(jì)70年代的參與者(簡稱“70年代組”)的平均大腦容量為1321毫升,與前者相比,增加了6.6%。
對大腦表面積(皮層表面積)的測量顯示,出生于不同年代的參與者的大腦平均表面積差異較大?!?0年代組”的大腦平均表面積為1933平方厘米,而“70年代組”的大腦平均表面積為2222平方厘米,與前者相比,增加了15%。
人的大腦、小腦和腦干的外表部分是灰質(zhì),內(nèi)部是白質(zhì);脊髓和延腦的外表部分主要是白質(zhì),內(nèi)部是灰質(zhì)。人腦中還有兩個海馬體,分別位于左右大腦半球的顳葉內(nèi)側(cè),擔(dān)負(fù)著短期記憶、長期記憶以及空間定位的功能。與“30年代組”相比,“70年代組”的大腦白質(zhì)體積和海馬體的體積分別增加了7.7%和5.7%。
美國加利福尼亞大學(xué)的這項研究表明,在數(shù)十年間,實驗參與者的大腦表面積、腦容量、白質(zhì)體積、海馬體體積均在持續(xù)增加,而且增長量十分顯著。也就是說,隨著時間的推移,人類的大腦變得更大了。
在這項研究中觀察到的“更大的大腦”,可能反映了人類大腦發(fā)育和大腦健康狀況的改善。同時,“更大的大腦”意味著潛在的、更大的大腦儲備,這可能是阿爾茨海默病等老年性腦部疾病的發(fā)病率在美國出現(xiàn)下降的原因。目前,美國約有700萬阿爾茨海默病患者,預(yù)計到2040年這一數(shù)字將上升至1120萬。隨著美國人口的老齡化,阿爾茨海默病患者的數(shù)量一直呈上升趨勢,但近幾十年來,該病的發(fā)病率卻在下降。之前的研究顯示,自20世紀(jì)70年代以來,美國的阿爾茨海默病的發(fā)病率平均每10年下降約20%。
雖然導(dǎo)致阿爾茨海默病的發(fā)病率下降的原因有很多,但加利福尼亞大學(xué)的研究人員認(rèn)為,腦容量的逐漸增加展現(xiàn)了一種“戰(zhàn)略縱深”的擴(kuò)大。由于腦容量增大,即便大腦神經(jīng)元和大腦組織因意外或疾病受到損害,其他未受傷的部分也可以彌補(bǔ)受傷的腦組織的功能??梢姡案蟮拇竽X”具有更強(qiáng)的補(bǔ)償能力和糾錯能力,能預(yù)防老年性腦部疾病,減少阿爾茨海默病和其他癡呆癥的發(fā)病率,對于已發(fā)病者則可以減輕其癥狀。
對于人的大腦為何會朝著有益健康的方向演化,上述研究并未給出答案,但其他一些科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了與大腦健康有關(guān)的若干因素,或許會為我們帶來啟發(fā)。
以色列內(nèi)蓋夫本古里安大學(xué)和美國哈佛大學(xué)的研究人員合作的一項研究顯示,在18個月內(nèi)堅持健康飲食就有可能逆轉(zhuǎn)大腦年齡,肝臟脂肪、皮下脂肪也隨之減少。研究人員還發(fā)現(xiàn),減少加工食品、糖果和飲料的攝入,可以進(jìn)一步減緩大腦衰老。
該研究的參與者為102名符合超重或肥胖標(biāo)準(zhǔn)的中年人,平均年齡為51歲,平均身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為30(30以上屬于肥胖)。研究人員對他們進(jìn)行了為期18個月的生活方式干預(yù),主要干預(yù)他們的飲食和身體活動水平。18個月后,參與者的體重都有所減輕,研究人員分析了減肥對大腦衰老的影響,同時,對多種身體指標(biāo)(包括血糖、血脂等)與大腦衰老之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。
在研究開始和結(jié)束時,參與者要接受兩次腦部掃描,用于分析大腦年齡(與參與者實際年齡無關(guān))。實驗開始后,參與者被隨機(jī)分配到健康飲食指南組、地中海飲食組、綠色地中海飲食組。健康飲食指南組的食譜是根據(jù)世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)制定的,每日膳食包括谷薯類,蔬菜、水果類,畜禽、水產(chǎn)、蛋類,奶及奶制品、大豆及大豆制品、堅果類等食物。地中海飲食組的每日膳食富含蔬菜、水果、五谷雜糧,并以家禽和魚代替紅肉,每天還需食用28克核桃。綠色地中海飲食組的食譜是在地中海飲食組的食譜基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加膳食多酚,即每天喝三四杯綠茶和100克浮萍綠奶昔。
由于這三種飲食方式都屬于健康飲食,因此在18個月后,參與者的平均身體質(zhì)量指數(shù)減少了0.76個單位,平均體重減少了2.31千克,平均腰圍減少了5.39厘米。研究人員還發(fā)現(xiàn),體重減輕與大腦衰老減緩之間存在相關(guān)性—18個月后,參與者的平均體重下降了1%,平均大腦年齡也隨之減少了8.9個月。
除了飲食會影響大腦健康,2020年的一項研究還表明,體育鍛煉有助于改善各種原因?qū)е碌陌V呆。最近,美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員進(jìn)一步確認(rèn),定期鍛煉能改善大腦的認(rèn)知能力。研究人員發(fā)現(xiàn),體育鍛煉與大腦中關(guān)鍵區(qū)域(與記憶和學(xué)習(xí)能力有關(guān))的增長存在直接關(guān)聯(lián),這或許能解釋為何現(xiàn)代人的腦容量呈持續(xù)增長的趨勢。研究人員分析了1萬余人的腦部磁共振成像掃描結(jié)果,發(fā)現(xiàn)那些經(jīng)常參加體育鍛煉(如散步、跑步)的人,其大腦中關(guān)鍵區(qū)域的容量更大。這些關(guān)鍵區(qū)域包括幫助加工信息的灰質(zhì)區(qū)域、連接大腦不同區(qū)域的白質(zhì)區(qū)域以及負(fù)責(zé)記憶的海馬體區(qū)域。這項研究進(jìn)一步支持了早前的一些研究結(jié)果,即體育鍛煉對大腦健康有益。
鍛煉不僅能幫助我們降低罹患各種癡呆癥的風(fēng)險,還能維持甚至增加腦容量,這對于中老年人尤為重要。因為,隨著年齡增長,大腦也會萎縮,但運動能阻止或延緩大腦萎縮。
總之,保持健康的生活方式(如控制飲食、體重和進(jìn)行體育鍛煉)不僅能讓我們遠(yuǎn)離大腦相關(guān)疾病,還有利于大腦朝有益健康的方向演化。
【責(zé)任編輯】張小萌