在所有的人類(lèi)器官中,人腦的衰老是最隱蔽的,科學(xué)家們只能通過(guò)間接的手段加以測(cè)量,比如磁共振成像。問(wèn)題是MRI的成像結(jié)果非常復(fù)雜,人類(lèi)僅憑肉眼很難做出客觀的判斷,于是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的一群科學(xué)家決定借助人工智能技術(shù),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)代替人眼做判斷。
但機(jī)器學(xué)習(xí)需要大數(shù)據(jù),于是這群科學(xué)家花了八年時(shí)間收集了1150個(gè)健康中青年志愿者的大腦MRI圖像,以及8992名老年人的大腦MRI圖像??茖W(xué)家們用這些數(shù)據(jù)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)了如何辨別衰老的大腦,從中發(fā)現(xiàn)了五種不同的大腦衰老模式。
這五種模式包括腦組織的體積和結(jié)構(gòu)變化,其中尤以體積變化最為明顯。一個(gè)人從嬰兒到成年人的過(guò)程伴隨著腦組織體積的不斷增大,這就是成熟的標(biāo)志。腦組織體積到達(dá)頂峰之后又會(huì)逐漸縮小,這就是衰老的標(biāo)志。此前研究發(fā)現(xiàn),達(dá)峰越晚的腦組織衰老得越快,比如人類(lèi)的前額葉是最晚成熟的腦組織,同時(shí)也是最早開(kāi)始衰老的腦組織。
那么,到底什么樣的腦組織成熟得晚呢?德國(guó)杜塞爾多夫大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家菲利克斯·霍芬斯塔德決定從進(jìn)化的角度研究一下這個(gè)問(wèn)題。已知黑猩猩是和人類(lèi)親緣關(guān)系最近的物種,人類(lèi)的祖先是在大約700萬(wàn)年前才和黑猩猩的祖先分道揚(yáng)鑣的。于是霍芬斯塔德和同事們?cè)O(shè)法獲得了189個(gè)年齡在九歲到50歲之間的黑猩猩的大腦MRI圖像,再和480個(gè)年齡在20歲到74歲之間的人類(lèi)大腦MRI圖像做對(duì)比,發(fā)現(xiàn)黑猩猩大腦和人類(lèi)大腦的灰質(zhì)部分的體積都是從30歲左右開(kāi)始逐漸縮小的,兩者極為相似。
人腦灰質(zhì)內(nèi)體積縮減幅度最大的是前額皮層,其中就包括最晚成熟的前額葉皮質(zhì)。這部分腦組織被認(rèn)為是人腦的命令和控制中心,包括語(yǔ)言、記憶、決策和風(fēng)險(xiǎn)控制在內(nèi)的高等級(jí)思考大都在這里進(jìn)行。相比之下,黑猩猩大腦灰質(zhì)內(nèi)體積縮減幅度最大的卻是位于中部的紋狀體,這部分腦組織主要負(fù)責(zé)與獎(jiǎng)賞機(jī)制有關(guān)的習(xí)慣性行為模式的形成,屬于較低等級(jí)的大腦功能。
另外,人腦和黑猩猩大腦中負(fù)責(zé)視覺(jué)處理和動(dòng)作控制的那部分腦組織的衰老速度都很慢,而這兩種功能的等級(jí)都要更低一些,應(yīng)該屬于最早進(jìn)化成型的腦組織。
眾所周知,人類(lèi)和黑猩猩的最大不同就是智力等級(jí)的差異。人類(lèi)的語(yǔ)言、分析和決策能力都要遠(yuǎn)高于黑猩猩,這部分腦組織肯定是最晚才被進(jìn)化出來(lái)的。于是霍芬斯塔德得出結(jié)論,腦組織的衰老和進(jìn)化密切相關(guān),越晚進(jìn)化出來(lái)的腦組織衰老得越快,符合此前科學(xué)家們提出的“晚進(jìn)先出”假說(shuō)。
換句話(huà)說(shuō),人類(lèi)為了成為萬(wàn)獸之王,進(jìn)化出了高級(jí)智慧,其代價(jià)就是負(fù)責(zé)高級(jí)智慧的這部分腦組織衰老得非常快,這就解釋了為什么人類(lèi)比黑猩猩更容易患老年癡呆癥。
也許這就是大自然的一種自我平衡機(jī)制吧,總得給那些不夠聰明的動(dòng)物留一條生路。
(多洛雷斯摘自微信公眾號(hào)“三聯(lián)生活周刊”)