圣路易斯华盛顿大学医学院的两位研究人员获得了美国国立卫生研究院(NIH)下属国家老龄化研究所(NIA)一项为期五年、总额500万美元的资助,用于研究早年生活压力对发育中大脑的影响,以及这种影响如何作用于大脑衰老和阿尔茨海默病等神经退行性疾病的进展。
生命早期经历的不利因素——如低出生体重、贫困、不安全的生活环境以及创伤暴露——已被证实会改变某些大脑区域的发展,这种改变甚至能在磁共振成像(MRI)中观察到。这些区域负责决策、语言、情绪调节和记忆等复杂功能,其发育速度较其他脑区更为缓慢,且往往在阿尔茨海默病及其他与年龄相关的神经退行性疾病中更容易受损。研究人员将这一现象概括为“最后成熟,最先衰退”,即最晚发育完成的脑区在老年时也最先受到疾病影响。
华盛顿大学医学院马林克罗特放射学研究所(MIR)的助理教授穆里亚·D·惠洛克是该项目的共同首席研究员,与MIR副教授布莱恩·A·戈登共同领导此项研究。惠洛克指出,神经科学界长期存在一种理论,认为神经发育与神经退行之间存在着镜像对应关系。然而,关于“大脑中最晚成熟的区域也最早衰退”这一观点,尚未得到科学上的系统量化验证,部分原因在于相关研究所需的数据处理与计算极为复杂。
此外,目前关于早期生活逆境与健康的纵向研究大多只追踪参与者至青年阶段,导致婴儿期和幼儿期有害的脑部变化与老年神经退行之间的关联数据严重缺失。
为填补这一空白,惠洛克与戈登将分析来自不同年龄段大规模人群的脑影像及其他数据,旨在阐明早期逆境导致的脑功能连接模式变化——即不同脑区如何协同工作——如何为晚年特定的脑退化模式埋下伏笔。
“这些晚期发育的脑区若在早年受损,可能使个体在生命后期更易表现出阿尔茨海默病或其他神经疾病症状。”惠洛克表示,“我们或许能因此识别出在幼儿期甚至胎儿阶段可行的干预手段,从而降低阿尔茨海默病及其他年龄相关神经疾病的发病风险。”
识别改变退化轨迹的契机
惠洛克强调,弥合神经发育与神经退行性疾病研究之间的数据断层,这一想法源于华盛顿大学医学院特有的跨领域合作氛围。
“该领域长期未被充分探索,一方面是由于分析跨生命周期的脑影像数据技术难度极高,另一方面也因为神经发育研究与阿尔茨海默病研究学界之间缺乏常态化的交流机会。”惠洛克解释说。
但在华盛顿大学医学院,情况则截然不同。戈登指出,该校在神经发育和神经退行性疾病两大领域均拥有雄厚的研究团队,且学者之间互动频繁。推动两人合作的契机之一,是一次学院内部的海报展:戈登实验室的一名博士后展示了一幅描绘阿尔茨海默病患者脑区交流模式的研究图示。
“恰巧旁边展位的一位发育神经科学研究生展示的海报中,图谱与我们的阿尔茨海默病脑连接图惊人地相似。”戈登回忆道,“我起初以为她也在研究衰老,后来才发现她的课题完全聚焦于神经发育。”
这次偶然的相遇促成了惠洛克与戈登的深入对话,并最终推动两位同属MIR旗下神经影像实验室研究中心的负责人建立起跨领域合作,成功获得了NIH的此项资助。在未来五年中,他们的团队将分析来自华盛顿大学医学院及全球多家合作机构收集的数以千计的MRI扫描数据、病史记录与生物标志物信息,涵盖人类生命周期的两端。基于这些资料,他们希望描绘出早年脑发育模式与晚年脑退化轨迹之间的重叠图谱,追踪社会不利因素与遗传风险如何影响这些模式,并深入探索衰老与疾病进展的内在机制。
其中一个重要目标,是寻找在生命早期实施的干预措施,以缓解社会压力对神经发育的负面影响,从而降低其后续对年龄相关疾病的推动作用。
“人类大脑在0至2岁阶段具有高度的可塑性,此时的干预效果将远胜于人生其他时期。”戈登指出,“我们目前仍处于推测阶段——即通过改善儿童期的成长环境,或许能预防或减轻阿尔茨海默病的发生。但至少,这项研究可以为此提供一个科学的起点,开启关于早期干预与终身脑健康关系的深入讨论。”

