Nat Commun:記憶衰老可能並非「更糟」,只是「不同」

2021-01-08 腦科學君

「記憶是最先消失的」。

每個人都聽過這句話,幾十年的研究似乎也證實了這句話: 雖然它可能不總是衰老的第一個跡象,但一些能力,包括記憶力,確實會隨著年齡的增長而減弱。

聖路易斯華盛頓大學科學學院,藝術與心理與腦科學助理教授撒迦利亞·裡格採用了一種「自然主義的方法」研究了老年人的大腦活動。不要求他們背誦一組單詞或記住一串數字,而是用一種更接近真實世界的活動。

他發現,在記憶方面,老年人的大腦活動並不一定更安靜。「這就是不同。」他說。他的團隊使用了劍橋老齡化和神經科學中心(Cam-CAN)的數據集,其中包括觀看8分鐘電影的人的腦功能核磁共振(fMRI)掃描。裡格說,「他們只需要放鬆,享受電影。」

不過,在他們放鬆的時候,受試者的大腦卻在努力工作,識別、解釋和分類電影中的事件。識別人們分類事件的一種特殊方式是標記事件邊界(Ben-Yakov& Henson, 2018),即一個事件的結束點和另一個事件的開始點。

「『事件』可以是任何事情」,裡格說,「如果你和我看同一部電影,當我們感到一個有意義的部分結束時,我們被要求按下一個按鈕,你和我的反應將會比我們的不同更相似,」裡格說。

圖1:興趣區域(ROIs)。ROI顯示為MNI空間標準化的表面映射。VC:視覺皮層,ANG:角回,MTG:顳中回,PMC:後內側皮層,HPC:海馬, PHC:海馬旁皮層,PRC:嗅前皮層,AMY:杏仁核,TP:顳極,mPFC:內側前額葉皮層。

功能磁共振成像用血流和血氧的變化來強調大腦活動, 結果顯示老年人作為對照組在事件邊界上也表現出類似的腦活動增加。這並不是說所有年齡層的大腦處理信息的方式都是相似的。「這就是不同,」 裡格說,「在某些地區,活動下降,而在某些地區,活動實際上是上升。」

裡格說,18-88歲年齡段的人的整體腦活動確實是下降的,當被分為「年輕人、中年人和老年人」 時,從統計學上看,每一組人的腦活動都有下降。他說: 「但我們確實發現,在不同年齡段的人身上,有幾個區域的腦部活動有所增加。這是出乎意料的。」

觀察的感興趣腦區(ROIs)都在被稱為後內側網絡(PM)中,這一網絡包括大腦中線和後側的區域(圖 2)。除了記憶,這些區域還與情景和情境感知密切相關。在老年人中其中一些腦區活動減少。「我們認為這種差異與記憶有關,」裡格說。在世界邊界處,他們看到了海馬體中與記憶有關的活動水平的差異,這與另一種測量方法有關,他稱之為「故事記憶」。「從廣義上講,不管一個人的年齡有多大,海馬體對事件邊界的反應可以預測你分析和記憶故事,以及複雜敘述的能力,」裡格說。

圖2:邊界誘發活動與事件內活動的體素分析。在海馬和PM網絡中,邊界誘發活動比事件內活動更強,與基於ROI的分析結果一致(FDR-corrected p < 0.05)。

但對於老年人來說,靠近大腦前部,尤其是內側前額葉皮層的這個區域的活動增強了。這個區域涉及到寬泛的,示意圖性的知識。「在當老年人大腦後部失去一些反應能力時,他們可能會偏離更詳細的背景信息,」裡格說,「但隨著腦前部活動水平的增高,情況可能會變得更加明顯。」

在實踐中,這意味著一個20歲的人在電影中注意到事件邊界時,可能會更關注具體的細節: 角色在哪個房間? 對話的確切內容是什麼? 年長的觀眾可能會更關注更廣闊的畫面,角色在什麼樣的空間裡? 角色是否已經從一個正式的晚餐環境轉變為一個更輕鬆的餐後地點? 一場吵鬧而緊張的談話變成了友好的談話了嗎?

「老年人可能會以不同的方式來描述事件,對過渡的理解可能會不同於一個20歲左右的人,」裡格說,「我們可以得出一個有趣的結論,那就是健康的老年人並沒有『錯過這幅圖』。並不是信息沒有進入,只是信息進入的方式不同。」

參考文獻:

Ben-Yakov, A., & Henson, R. N. (2018). The Hippocampal Film Editor:Sensitivity and Specificity to Event Boundaries in Continuous Experience. J Neurosci, 38(47), 10057-10068.doi:10.1523/jneurosci.0524-18.2018.

作者:CholeFu(brainnews創作團隊)

校審:Victoria、Simon (brainnews編輯部)

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