中科院韓布新：人腦額頂功能網絡的重要性

　　認知和腦功能老化機制一直是科學研究前沿. 應用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技術考察老年人認知操作(如記憶、情緒判斷等)時大腦激活情況, 已取得系列成果. 最近, 腦連接組學研究發現大腦符合分布式功能網絡組織. 腦老化是否會導致腦功能網絡改變? 腦功能網絡改變與行為有何關系? 來自中國科學院心理研究所的韓布新研究員發表社論，就這一問題進行了探討。

　　2015年9月3日, 國際行為學領域期刊Neuroscience and Biobehavioral Reviews刊出了中國科學院行為科學重點實驗室左西年研究組論文“Putting age-related task activation into large-scale brain networks: A meta-analysis of 114 fMRI studies on healthy aging”. 該研究不僅在行為、腦功能和腦網絡等多層次上揭示了認知與腦老化的核心機制, 發現人腦額頂功能網絡的激活在老年人認知行為變化中起重要調控作用； 而且對于認知老年化的日常生活應對有諸多啟示.

　　文章指出，腦功能網絡研究為了解腦老化機制打開了一扇新窗戶, 也將更改認知老化模型. 認知老化研究歷經了兩個階段. 基于傳統認知心理學發現提出了加工速度理論、抑制能力減弱假說、執行功能衰退假說以及“選擇、優化和補償”(selection, optimization,and compensation, SOC)理論等； 基于越來越多的認知神經科學證據提出了老年人半球非對稱性下降假說、老化的前后轉移模型、去分化假說、補償相關神經環路利用假說以及老化和認知的腳手架理論等, 這些模型和假說是目前認知老化的主流理論. 可以預測, 隨著腦功能網絡隨增齡改變的研究不斷深入, 認知老化模型必將被更新.

　　而這篇文章對認知老化研究有多重意義. 首先, 腦連接組與功能網絡將成為未來認知老化研究的關注熱點. 系統神經科學不僅有助于描述正常及異常的大腦網絡, 開發預測認知老化引發的神經退行性疾病及其進展的神經影像學標記, 也有助于揭示認知衰老的神經機制. 該文提出的系統分析方法在基于腦功能網絡和任務激活兩類研究之間架起了橋梁.

　　其次, 認知老化是畢生發展研究的重要領域. 相關腦功能網絡研究對于成人乃至早期發展研究均有重要啟發. 生命個體的發展是畢生過程, 是多維度、多功能獲得與喪失并行的動態系統； 發展具有高度可塑性, 各年齡段的人皆可發展技能以彌補正在降低的某種能力； 畢生發展研究需要心理學、生物學、醫學、神經科學等多學科參與. 目前, 基于靜息態fMRI的畢生發展研究已有不少新發現. 比如,畢生發展過程中腦半球連接呈U形軌線, 功能網絡內連接隨增齡呈倒U形下降, 而網絡間連接則呈U形上升. 任務態fMRI的畢生發展較少, 亟需加強. 此外, 在認知老化甚至畢生發展過程中, 腦功能網絡與行為成績有何種關聯, 也值得深入探索.

　　最后, 研究直接指導老年人干預研究. 目前對老年人進行干預的主要手段包括認知訓練、運動訓練和游戲訓練. 認知訓練主要是通過讓老年人練習某種認知任務(比如記憶策略等)來提高相應的認知能力, 以延緩認知下降的速度. 前人研究表明, 通過學習與訓練, 老年人也具有一定的認知可塑性. 運動干預主要是通過有氧運動方式來對老年人進行訓練, 以提高其認知功能. 視頻游戲是指使用某一類需要借助視聽設備并基于一定劇情進行操作的游戲.

　　視頻游戲具有任務多樣性、實時反饋、快速適應和較高的動機等特點, 已經越來越多的被認為是一種有效的認知訓練方法. 在對老年人進行認知、運動或游戲干預訓練時, 如果能更多的考慮到對大腦額頂網絡的訓練(比如空間記憶), 估計將會有效延緩老年人的認知下降. 對于居家老年人來說, 也可以自行訓練. 比如可以畫一個12格的棋盤格, 一個人隨機把幾張(可以由少至多)撲克牌擺放在棋盤格內, 背面朝上. 擺放之前讓老年人看1~2秒, 之后請老年人按照擺放順序, 依次說出撲克牌正面的數字. 當練習到一定程度后, 還可以再繼續增加難度. 比如在記住數字的時候, 還要記住撲克牌的花色, 以此來鍛煉認知能力, 以促進大腦額頂網絡活動程度的增強.