首都医科大学宣武医院国家老年疾病研究中心

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为了对抗遗忘,人类到底有多努力?

发布时间:2020-04-20
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  “我们这批老人还不是没有用的,还是充满了对生活的希望的...”

  “我们没有失去希望,我们开心地活着,我们依然在这个世界存在着,我们热爱生命,也热爱我们的孩子...”

  “我们不能只是等在家里,只是等着死亡,所以我们还是愿意参加社会活动...”

  这是《忘不了餐厅》 中,罹患老年痴呆的蒲公英奶奶在面向外国人的自我介绍里的一些话。

  这部由多位像蒲公英奶奶一样参与拍摄的真人秀一方面在帮助观众了解老年痴呆,另一方面,也传递出了主角们在对抗疾病、对抗遗忘时的那股子坚韧。

  其实,这样的“对抗”充满了整个人类进化史。

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  01:对抗“遗忘”的基础,脑容量的增长

  早在1871年,著名的英国生物学家达尔文通过推理提出人类最早的祖先是从猿类进化而来,并认为直立使人类的双手从行走中解放出来,用于制造工具和使用工具。而这在无形中促进了较大的大脑、语言和其他人类特点的进化。

  人类学的研究表明大约在600万年前,生活在非洲的猿类适应了独立行走,从而诞生了最早的古人类,并在此后的几百万年里,由于气候变化所导致的食物短缺,人类走上了一条不同于猿类表亲的进化之路,如300多万年前出现了南方古猿,230万—150万年前出现了能人,200万—50万年前出现了直立人,30万—10万年前出现了现代人的直系祖先:智人。人类在漫长的进化过程中其腿、躯干、手、肤色、脸部等诸多生理结构因不断适应环境变化而发生了改变,而人类脑容量的增加是最显著的改变之一(图1)。

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图1:人类进化过程中颅骨形态和脑容量的变化

  从具体数值上看,在人类整个进化过程中,人类脑容量的演变近似“S”型曲线,在人类进化初期脑容量增长缓慢,能人时期开始迅速增长,到智人时期人类脑容量逐渐成型并有所减弱,现代人的大脑大约为1500立方厘米,与南方古猿相比大了3倍(图2)。

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图2:人类进化过程中脑容量的变化趋势

  人类脑容量的增长意味着大脑有更多的神经细胞,这些增加的神经细胞主要位于大脑外层并形成新皮层(图3)。大脑的神经细胞通过彼此间的连接形成高度复杂的脑网络对接受到的信息进行传输、整合并加以分析。因此脑容量越大,神经细胞越多,意味着脑网络的连接数量也更多,这是人类智力水平和高级认知能力,比如记忆、语言、理性和思考的生物学基础。这使得人类在进化过程中能够不断挑战复杂的任务,因而创造了艺术、天文、哲学、文学、宗教、政治、国家、法律、金融、医学等璀璨文化。

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图3 :脑(a)和颅内模(b)的解剖结构

  02:脑容量与老年痴呆的关系

  人类进化的历史表明脑容量的增大在一定程度上促进了人类的认知能力发展,可以认为是进化的最高成果。已有许多研究发现脑容量大的人患老年痴呆的风险降低,而脑容量小者则得老年痴呆的几率显著增加。

  近日,国家老年疾病临床医学研究中心(宣武医院)、首都医科大学宣武医院神经内科韩璎教授团队在国际学术期刊 “Journal of Alzheimer's Disease”(影响因子:3.517)分别发表题为 “Beneficial effects of brain reserve on cognition in subjective cognitive decline from the SILCODE study”和“Cognitive reserve, brain reserve, APOE ε4 and cognition in individuals with subjective cognitive decline in the SILCODE study”的文章。这两项临床研究初步考察了脑容量对主观认知下降(subjective cognitive decline, SCD)人群认知功能的影响及影响因素。主观认知下降(subjective cognitive decline, SCD)是指个体主观上认为自己较之前正常状态有记忆或认知功能下降,客观的神经心理测验在正常范围内。越来越多的证据表明SCD人群有可能处于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的超早期,且增加了日后认知下降及进展至轻度认知障碍(mild cognitive impairment , MCI)、AD痴呆的风险。基于标记物的研究也发现SCD人群具有和AD类似的特征性的病理改变,进一步提示SCD为AD高风险人群。这两项研究的研究对象相同,为SILCODE研究数据库的149名SCD被试。通过测量研究对象的头围作为衡量其脑容量大小的指标。研究发现头围大对SCD的语言功能有保护作用,但受到认知主诉程度和基因APOE ε4的影响。头围大仅对认知主诉程度较低或不携带APOE ε4的SCD的认知功能才有保护作用(图4和图5)。

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图4:头围对SCD人群语言认知功能的作用

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图5:APOE ε4影响头围对SCD人群语言认知功能的作用

  此外,研究还分析了受教育程度对SCD人群认知功能的影响,研究发现高的受教育程度对记忆、语言、执行等多项认知功能均有保护作用(图6)。研究还发现头围大且教育程度高的SCD者其认知得分也高(图7)。

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图6:教育程度对SCD人群认知功能的作用

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图7:头围、教育程度不同水平和SCD人群的认知功能

  头围和教育对SCD人群的认知功能有保护作用可能和储备能力有关。

  头围大间接地反映了脑容量大、神经细胞多,脑储备(brain Reserve, BR)高;受教育程度高可能促进了脑网络的连接,认知储备(cognitive Reserve, CR)高。根据储备理论,高储备在疾病初期有保护作用,而在疾病后期高储备者病情进展迅速。本研究符合储备理论,未来需要结合神经影像信息进一步探索其保护作用的机制。



  参考文献:

  1,(美)丹尼尔·利伯曼(DanielE.Lieberman)著;蔡晓峰译. 人体的故事:进化、健康与疾病[M]. 浙江人民出版社,2017.6

  2,姜树华与沈永红, 人类脑容量的演变及其影响因素. 生物学通报, 2016. 51(01): 第10-14页.

  3,吴秀杰, 刘武与N. Christopher, 颅内模——人类脑演化研究的直接证据及研究状况. 自然科学进展, 2007(06): 第707-715页.

  4,Guanqun Chen, Chunhua Liu, Kun Yang, Yuxia Li, Can Sheng, Yunyan Xie, Xiaochen Hu, Jiehui Jiang, and Ying Han. Beneficial effects of brain reserve on cognition in subjective cognitive decline from the SILCODE study. Journal of Alzheimer’s Disease. 2020.

  5,Kun Yang, Guanqun Chen, Can Sheng, Yunyan Xie, Yuxia Li, Xiaochen Hu, Yu Sun and Ying Han. Cognitive reserve, brain reserve, APOE ε4 and cognition in individuals with subjective cognitive decline in the SILCODE study. Journal of Alzheimer’s Disease. 2020.