哥大新研究:運動可使大腦老化推遲 4 年!磁共振成像是如何掃描大腦...

以往的研究表明，隨著年齡增長，體育鍛鍊可以降低認知能力衰退和痴呆的風險。基於此，我們通過掃描大腦來測量其容量。

近日，一項來自美國哥倫比亞大學（Columbia University）的研究顯示，相比不常運動的老人，經常進行散步、遊泳或跳舞等運動的老年人大腦萎縮程度更低，大腦老化時間相對晚 4 年。

據悉，完整論文擬定於 2020 年 4 月 25 日至 5 月 1 日在加拿大多倫多舉行的全球最大神經學盛會美國神經病學學會（American Academy of Neurology）第 72 屆年會上發布。

LTPA 與腦 MRI 測量之間的關係

雷鋒網(公眾號：雷鋒網)了解到，該研究旨在探索華盛頓/漢密爾頓高地-英伍德哥倫比亞老齡化項目（Washington/Hamilton Heights-Inwood Columbia Aging Project）中休閒時間體力活動（LTPA）和磁共振成像（MRI）評估的大腦老化測量之間的關係，研究對象是基於社區的多種族老年人群。

就研究方法而言，研究團隊採用了橫斷面研究（cross-sectional study），即收集、描述上述項目中 1557 名老年人的疾病或健康狀況及其相關因素的分布狀況，從而為進一步的研究提供病因線索，具體包括：

根據研究對象自我報告的當前 LTPA 的對應代謝量來確定其當前的 LTPA 水平——參與者接受了身體檢查、思維和記憶測試，並被問及日常生活和其他身體活動，被分為三組：不活動的人、較為活躍的人（每周 2.5 小時低強度、1.5 小時中等強度或 1 小時高強度體育活動）、非常活躍的人（每周 7 小時低強度、4 小時中等強度或 2 小時高強度體育活動）；

利用 MRI 測量得到腦總容量（TBV）、總灰質體積（TGMV）、總白質體積（TWMV）和白質高信號體積（WMHV），並針對顱內體積進行調整；

使用根據人口統計學、臨床和血管風險因素調整的回歸模型檢查 LTPA 與成像標記物的相關性。

基於上述方法，研究團隊得到數據：

研究對象平均年齡（標準差）為 74.9（6.0）歲，受教育年限為 11.4（4.9）年，BMI 為 28.4（7.9）kg/m2；

994 例（64%）為女性；

非西班牙裔白人、非洲裔美國人和西班牙裔的佔比分別為 26%、34% 和 38%；

載脂蛋白 E4 等位基因攜帶率為 28%，該基因與患阿爾茨海默病的風險更高有關；

296 例有輕度認知障礙；

經年齡、性別、種族/民族、文化程度、載脂蛋白 E4 狀態、顱內體積等因素調整後，與 LTPA 量最低組相比，LTPA 量最高組的腦總容量（b=12.17，p=0.001；趨勢性檢驗 P-trend=0.001）、總灰質體積（b=7.18，p<0.0001；P-trend＝0.001）和總白質體積（b＝6.82，p＝0.005）均較大；

與 LTPA 量最低組相比，LTPA 量最高組大腦老化延遲 3 歲（每老化 1 歲，大腦、灰質和白質的總量分別為 b＝-3.09、-2.44 和 -2.12)，進一步調整 BMI 和血管共病後，這一相關性略有減弱，但仍保持相似。排除掉 296 名輕度認知損害的研究對象後，結果變化不大。

因此，團隊得出結論——運動較多的老年人腦容量相對更大。值得一提的是，這也對生命各個階段運動水平與腦容量損失之間關係的研究有著指導意義。

利用磁共振成像掃描大腦

實際上，提到運動對於預防大腦衰退的重要性，大部分人可能並不陌生。

比如 2018 年 9 月，美國麻省總醫院就曾在《自然》雜誌發表論文表明，基於患有阿爾茲海默症（AD）的小鼠模型，研究人員發現運動可促進大腦神經再生，進而得出一種促進大腦新生神經並保護它們免受損傷的治療方法，模擬運動在防止記憶衰退方面的積極效果，改善大腦認知能力。

不過，該論文作者之一、哥倫比亞大學博士、美國神經病學學會成員 Yian Gu 表示：

目前關於 LTPA 與腦 MRI 測量之間關係的數據仍然很少。

雷鋒網注意到，此前也有研究團隊利用腦 MRI 測量探究了運動與大腦萎縮的關係。

2019 年 4 月，波士頓大學醫學院曾在知名醫學期刊《美國醫學會雜誌》發表論文表明，研究人員利用 MRI 掃描廣泛評估 2345 名研究對象的大腦衰老，每增加 1 個小時輕強度運動，大腦容量就會適量增加，這相當於大腦老化延緩約 1.1 年。

那麼 MRI 究竟是如何掃描大腦的？

雷鋒網了解到，通常研究人員會利用磁共振掃描儀，以一種安全的方式拍攝大腦圖像（捕捉大腦多個切片的圖像，然後組合成非常高解析度的大腦 3D 圖像），進而更加了解大腦的結構、功能。

與此同時，磁共振掃描儀用一個十分強大的磁鐵來測量血氧水平依賴（blood oxygenation level dependent）信號，這一信號反映了腦活動區域局部血液中氧合血紅蛋白與去氧血紅蛋白比例的變化，與血流動力學反應有關。而所謂血流動力學反應，也就是血管擴張，讓更多的氧進入的過程，這是由大腦的一部分活動狀態引起的。

因此，利用 MRI 掃描大腦，科研人員便可通過大腦的結構圖像和對大腦活動的測量，探究大腦結構與我們的行為之間的關係。

參考資料：

https://www.aan.com/PressRoom/Home/PressRelease/3780

https://science.sciencemag.org/content/361/6406/eaan8821

https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2730790

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