《老化认知神经科学》PPT课件.ppt

第三章 年老化的认知神经科学新进展 法国著名的生物学家巴丰指出 哺乳动物的寿命约为生长期的5 7倍 此即通常称的巴丰系数 或巴丰寿命系数 人的生长期为20 25年 因此预计寿命为100 175年 前言 中国民政部副部长窦玉沛在国新办新闻发布会上透露 截至目前 2014 2 19 中国60岁以上老年人数量已超过2个亿 占总人口的14 9 如果作为一个国家的总人口数 也能排世界第四位 到2050年左右 老年人口将达到全国人口的三分之一 而且失去自理能力的老人继续增加 2012年的3600万人增长到2013年的3750万人 Park等 2002 横断研究 加工速度 工作记忆 长时记忆随年龄增长而下降 语义记忆逐渐升高 Ronnlund等 2005 纵向研究 语义记忆基本不变 情境记忆随年龄增长逐渐减弱 一 认知老化的行为证据 加工速度衰退最快 随年龄增长下降 加工速度对其它认知功能有重要影响 对加工速度进行控制 其它认知功能下降不显著 白质主要负责神经传导 老化中白质逐渐退化 白质由被髓鞘包覆着的神经轴突组成 控制着神经元共享的讯号 协调脑区之间的正常运作 人类到了约二十岁时 白质才会在不同脑区逐渐发育完全 而其生长的时机与成熟程度 会影响到学习 自我控制与精神疾病 例如精神分裂 自闭症与病态性说谎 青少年的 年少轻狂 的原因之一也是由于白质未发育完全 白质异常的相关疾病非常多 已知的疾病包括多发性硬化症 脑性麻痹 亚历山大症 其他仍在研究的则有阅读障碍 音痴 精神分裂症 注意力不足过动症 躁郁症 语言障碍 自闭症等 其也与因老化 阿兹海默症 甚至罹患病态性说谎而认知衰退的患者有关 工作记忆核心是中央执行功能 神经生理基础在额叶 将老年人与年轻人行为成绩匹配发现 老年人在前额叶出现了过度激活 原因 老年人情境记忆衰退 与编码能力降低有关 而编码发生在海马区 而老年人海马区所在的内侧颞叶体积减小 与前额叶皮层活动的联系减少 减少了功能连接 纽约大学丽萨 莫斯科尼等研究人员 在 月号的 神经学 杂志上发表论文说 早老性痴呆症患者在失忆等症状出现之前很久 大脑中负责学习 记忆等能力的一个关键区域 海马体就会出现新陈代谢下降和萎缩的现象 这是应用电脑程序预测症状的理论基础 但是海马体本身非常小 各人的海马体大小又有区别 静态分析难以发现其变化 为此 研究人员把核磁共振成像 和正电子断层扫描 技术结合起来使用 技术用于观测海马体的大小和它占大脑的比例 而 技术用来观测大脑血糖代谢的变化 然后他们应用图像分析软件 得到一个代表海马体新陈代谢率的数值 海马模数 研究人员对 名表现健康的中老年人进行了为期 年以上的试验 他们发现 其中 人在接受第一次检测后得到的 海马模数 比其他人低 至 而这 人 年后都出现了早老性痴呆症或失忆症的明显症状 如果将 海马模数 与大脑皮层的血糖代谢变化结合起来运用 可以进一步将早老性痴呆症与失忆症区分开来 因为失忆症患者主要表现为大脑皮层代谢下降 每天饮用果汁和适度饮酒都可降低老年痴呆症的发病率 不饮或很少饮用果汁的人患老年痴呆症的几率比经常饮用果汁的人高4倍 认知老化机制的理论假设 1 工作记忆理论 工作记忆的下降导致认知功能年老减退 工作记忆在人们的阅读 学习和推理活动中扮演着重要的角色 使人脑在加工的同时保持更多的信息处于激活状态 研究表明 工作记忆是年龄与认知变量之间的另一个主要的中介因子 工作记忆在认知老化过程中可能起一种重要作用 二 认知老化的行为机制 2 加工速度理论 成人的认知操作速度随年龄增长而减慢 所以认知功能老化 加工速度减慢是认知功能年老减退的主要原因 速度减慢对认知加工可能造成的影响包括 对信息的编码较浅和组织程度较低 对信息提取的时间延长 建立新旧信息关联的速度减慢而造成理解困难等 3 抑制理论 注意力不能集中在目标信息上 眼动研究观察到 老年人有意抑制眼球运动的能力显著降低 对阅读困难的不同年龄被试进行分析发现 与年龄相关的工作记忆能力的降低来自于抑制效率的降低 而非工作记忆容量的减小 4 感觉功能理论 老年人的各种感觉器官功能衰退 1 老年人前额叶部分损伤严重 老化 爱荷华州大学的神经学专家NatalieDenburg和她的同事们对80位健康的没有明显神经系统方面病变的老年人进行研究 高40 的老年人在电脑决策能力测试中表现欠佳 在识别误导性的广告方面他们同样不如其他成年人 并且在做决定时表现出不正常的身体反应 比如出汗 三 老化与大脑结构 Denburg称 另一组成年人在电脑测试中表现不佳并且反应异常 他们大脑的额前正中皮层部分都曾受损 而这一大脑组织正是影响决策的关键 我们的假设是 决策判断能力不佳的老年人前额叶大脑皮层有缺陷 她解释道 大脑前额叶是控制我们情感的重要部分 是最高级的一个功能 但它也是我们最先老化的一个部位 因此 老年人很多时候遭受重大刺激后就不能自由控制情感了 2013年5月22日媒体报道 60岁的周阿姨因为一个投资骗局 被骗5000多万元 自己也患上了抑郁症 研究表明 老人大脑前额叶退化会导致逻辑判断能力减弱 但对金钱的欲望和冲动明显增强 老人被骗的案例几乎每天都在发生 而老人容易受骗跟大脑理性中枢的退化有很大关系 李娟研究组在该研究及一系列相关研究的基础上形成了一套面向我国社区老年群体的身心综合培训方案 FrontiersinAgingNeuroscience 2014 6 39 干预组老人接受每周三次的认知训练 包括记忆方法训练和执行功能训练 每周三次的太极拳锻炼 以及每周一次的社会心理辅导 对照组老人则参与两场关于健康和积极老龄化的讲座 所有被试训练前 后均接受包括认知功能 身体健康状况 社会支持及主观幸福感等方面的评估以及磁共振扫描 结果的行为学分析表明 与对照组相比 干预组老人的认知功能 社会支持水平以及身体活力在训练后显著提升 干预组老人在训练后大脑内侧前额叶和海马旁回之间的功能连接表现出显著提升 而其它脑区的功能连接未观察到与训练有关的显著改变 研究结果说明 老年人大脑前额叶和内侧颞叶虽然受到老化的严重影响 但同时也具有最为显著的功能可塑性 积极认知活动 体育锻炼和社会活动 2 老年人白质密度降低80 以上的60 70岁老人会有脑白质密度减低的 影像学改变 到80岁后则100 会出现这种情况 脑白质高信号 WMHs 又被称为脑白质疏松 用来描述脑皮质下白质的异常CT表现 即白质密度减低 WMHs与很多疾病密切相关 包括卒中 脑中风 心血管病 Alzheimer病 精神疾病如迟发性抑郁等 WMHs和血管性痴呆以及AD均有明显相关 WMHs可通过皮质的缺血损伤加速痴呆的发生 还可能直接加剧AD的病理变化 而事实上 WMHs的发生本身亦有众多危险因素 最重要的危险因素是年龄和血压 既往的心脑血管病史 高同型半胱氨酸 吸烟 糖尿病 高血脂 高体重指数 酗酒等均有报道和WMHs有关 3 老年人多巴胺递质下降 多巴胺与帕金森 老年痴呆症等疾病有着直接的关系 其分泌的多少影响人的兴奋程度 吸毒出现的幻觉就是多巴胺分泌过剩而导致脑细胞通路混乱而产生类似真实的幻觉 帕金森病主要病理特征是脑内一种叫多巴胺的物质缺乏 在帕金森病的晚期 部分患者常伴有痴呆的症状 称之为帕金森病痴呆 科学家做了很多试验 比如抑制小鼠大脑内的多巴胺分泌 小鼠会失去进食的兴趣 当人看漂亮异性的照片时 大脑内分泌多巴胺的部位更加活跃 多巴胺和我们的兴趣关系密切 它相当于人体的兴趣素 为什么人喜欢喜新厌旧 问题一 多巴胺是一种与期望和奖赏有关的神经递质 在有新的体验时 多巴胺水平会暴涨 这可能解释了为什么与新的伴侣接吻能够让你感到格外特别 为什么情侣在接吻时感到幸福 问题2 研究者发现 当一对情侣在月下牵手漫步 手指触觉将皮肤的柔软传送给大脑 愉悦迅速产生 这时 男人腋下分泌出一种雄性激素 在不知不觉中诱惑着女人 两张嘴吻在一起了 血液通过面部动脉大量流到嘴上 嘴唇越来越感到兴奋 嘴唇上的感应物质受到压迫 信息便沿着通向大脑的神经纤维以每小时150公里的速度传递 这时心跳可达每分钟140次 而面部相关肌肉的抽动是每分钟29次 接吻中 你会发出呻吟 大脑一片空虚 因为血液在血管中加速流动 头部供血减少了 接吻过程中的触觉和嗅觉感受加强了对神经元的刺激 细胞产生神经递质多巴胺 当多巴胺在大脑中释放和传播时 愉悦感油然而生 这就是为什么情侣在接吻时感到幸福的原因 问题3 脑内最重要的欣快中枢是边缘中脑多巴胺系统 MLDS 该系统根植于复杂的中脑网络中 负责加工与致瘾行为相关的信息 如情绪状态 环境刺激 相关经验及许多其他的关键变量 每种不同的药物在大脑中的通路有些不同 但最终都是作用于多巴胺 不同的成瘾药物都使多巴胺快速增加 释放 从而产生欣快感 问题三 文艺界人士涉毒被拘 1 老年人大脑过度激活 年龄增长 大脑过度活动 更多脑区参与活动 例如 单侧激活到双侧激活 原因 老年人脑区功能下降 为保证绩效 出现了补偿加工 四 认知老化的神经成像发现 2 老年人大脑去特异化即脑区的特异性减少 加工任务时 多脑区激活 感觉功能特异性降低 导致感觉加工能力变差 导致认知功能下降 3 默认网络老年人抑制默认网络的能力降低 导致行为表现衰退 老年人前额叶活动增强 对默认网络的抑制有补偿作用 脚手架理论 老化导致神经结构与功能变化 大脑会构建一个脚手架来应对衰退 此补偿系统受到遗传和后天训练的影响 神经结构 神经功能 补偿系统共同决定老年人的认知功能水平 五 认知老化基于神经的理论 补偿 脚手架 的一大表现就是随着年龄的增长 大脑会表现出过度活动 这种过度活动并非是在同一区域的大脑活动更强 而是有更多的脑区参与到活动中 从年轻人与老年人进行工作记忆任务时的大脑活动 可以看到老年人从单侧激活变成了双侧激活 这种情况也稳定地出现在言语工作记忆和长时记忆任务中 学习新事物 身体锻炼和认知训练等活动都能帮助个体形成有效的补偿 脚手架 老年人的情绪调节能力有何影响 认知老化机制有无文化差异 认知可塑性的研究 病理性认知老化的研究 行为和药物干预 六 年老化的心理神经科学研究的新方向 1 认知衰退与补偿过程结合 2 多学科交叉 多技术整合的研究策略 七 总结与反思