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时间会对大脑造成严重破坏。与年龄相关的认知衰退会带来多种症状，从记忆力丧失到注意力不集中。但是，这些症状是由什么引起的？随着人们年龄的增长，他们的大脑会发生什么变化？
哈佛大学、密歇根大学和华盛顿大学医学院的杰西卡·安德鲁斯-汉娜和她的同事探索了衰老过程中认知衰退的部分原因可能是大脑大规模系统之间协调和沟通的丧失。他们从已故神经学家诺曼·格施温德多年前提出的“断连综合征”概念出发，使用磁共振成像来检查年轻（18至34岁）和年老（60至93岁）受试者在休息或进行某些任务（例如将单词分类到不同类别）时的大脑活动。然后，研究人员分析了功能性磁共振成像（fMRI）数据，以比较大脑区域之间对实验任务的活动波动，从而提供了大脑皮层中不同系统之间协调的度量。作者将这些相关性的强度与基于几项智力流畅性和记忆力测试的认知表现的度量进行了比较。
最重要的发现是老年大脑中两个定义明确的大规模大脑网络之间的功能相关性或相互作用“急剧减少”。（值得注意的是，在安德鲁斯-汉娜实验中，大约一半的年长受试者的大脑区域同步水平与年轻人群重叠，因此这不是老年大脑的普遍特征。）第一个网络与大脑的休息“默认”状态相关，而另一个网络负责控制目标导向的行为和“执行”大脑功能，例如专注于特定任务。观察到的这些大脑网络相互作用的减弱与由于衰老导致的认知功能下降显着相关。
唤醒问题？
近年来，功能性磁共振成像中最杰出的发展之一是对大脑功能“默认模式”的阐明。这种默认模式指的是当受试者被要求休息并且不执行任何任务时，会显示高水平活动的一致的大脑区域网络。有趣的是，这种默认模式的观察结果在从清醒到深度麻醉的各种状态变化中都持续存在。这项新研究提供了重要的证据，表明这种默认模式的完整性会随着年龄的增长而降低，并且与认知障碍有关。
当然，问题是哪些退行性机制可能导致老年受试者人群中大脑皮层“串扰”的崩溃？一种可能性是神经递质多巴胺的潜在下降，这可能会导致认知减慢和老年受试者身上看到的执行功能测量受损。这种可能性导致以下假设。
对我们来说，安德鲁斯-汉娜的结果也可能与衰老相关的广义唤醒的特征性变化有关。随着人们年龄的增长，他们对新奇和令人惊讶的刺激（例如以危险方式行驶的汽车）的反应变得较弱。（也许它闯了红灯……）似乎有可能的是，这些上升的唤醒系统的一个重要方面是提供机制，使休息的大脑处于接近准备行动的状态，“心理引擎怠速”，可以这么说。因此，您能够快速行动并避免碰撞。
一种观点认为，“默认模式”活动实际上部分取决于起源于原始脑干机制的活动，这些机制位于髓质网状结构的最深处。该区域被描述为大脑的“第一响应者”，因为它通常是第一个对相关刺激（例如鲁莽驾驶的汽车）做出反应的区域。
此外，许多上升的唤醒系统的贡献已被证明可以维持大脑的激活，这可能在维持默认状态下各种大脑网络之间的适当相互作用中发挥重要作用。在这种情况下，有趣的是，通过对中央丘脑进行电刺激，可以治疗脑损伤后的严重认知障碍，丘脑是一个整合性的大脑区域，接收来自脑干唤醒系统的输入，并且与背侧注意网络和大脑处于休息状态时活跃的默认状态网络都有很强的联系。安德鲁斯-汉娜研究的发现极具启发性，并提出了许多值得跟进的思路，以增进我们对人类大脑如何随着年龄增长而变化的理解。
进一步的问题
熟悉安德鲁斯-汉娜论文中使用技术的读者可能会询问作者没有采用的其他有用测量方法，例如脑电图（EEG）？这些技术测量大脑功能的其他方面，这些方面可能进一步阐明大脑中大规模系统的相互作用，尤其是在这种相互作用受衰老过程影响的情况下。
第二个问题，与我们的唤醒建议有关：安德鲁斯-汉娜等人报告的结果是否真的完全由大脑皮层的白质变化产生，或者是否也有来自脑干较低区域的重要贡献，由于技术原因，这些区域很难使用功能性磁共振成像进行成像？这里有一个比喻：如果一栋房子的三楼的窗户卡住了，那可能是因为窗户有缺陷，但也可能是房子的地基正在下沉。那些与唤醒相关的原始大脑区域（例如脑干）类似于房屋的地基。安德鲁斯-汉娜和她的同事们一直在专注于“三楼的窗户”，并为该领域做出了重要贡献。我们建议在作者的解释中添加一个“与地基相关”的建议。
《心智问题》由乔纳·莱勒编辑，他是博客前额叶皮质和书籍《普鲁斯特是神经科学家》的科学作家。