单次脑扫描即可读取衰老时钟：科学家成功预测未来数十年痴呆风险

健康生活 2025年07月01日 20:15 1 admin

我们都曾有过这样的观察：有些人似乎随着岁月流逝而愈发睿智、活力不减，而另一些人则在同龄时便已显露疲态、步履蹒跚。这一普遍现象的背后，是一个深刻的科学事实：以日历计算的“年代年龄”（chronological age），并不能完全代表我们身体和大脑真实的“生物年龄”（biological age）。现在，一项于2025年7月1日发表在国际顶级期刊《自然·衰老》（Nature Aging）上的突破性研究，为精确量化这一差异，提供了一个前所未有的强大工具。

一个由美国杜克大学、哈佛大学和新西兰奥塔哥大学的科学家组成的国际团队，成功开发出一种新型人工智能（AI）工具。它能够仅凭一次非侵入性的磁共振成像（MRI）大脑扫描，便如同一面“水晶球”，清晰地“读取”出一个人内在的、独特的衰老速度。更令人瞩目的是，这个由大脑结构反映出的“衰老时钟”，被证明能够高度准确地预测一个人在未来数年乃至数十年后，患上痴呆症、慢性病甚至过早死亡的风险。这一成就，不仅为我们理解衰老的个体化差异开辟了新途径，更有望彻底改变阿尔茨海默病等年龄相关疾病的预防和治疗范式。

重新定义“衰老时钟”：从横截面快照到纵向追踪的革命

在科学界，寻找能够衡量生物年龄的“衰老时钟”一直是研究热点，其中最著名的是基于DNA甲基化模式的“表观遗传时钟”。然而，大多数现有的“衰老时钟”都面临一个共同的局限性，即它们主要依赖于“横截面”数据。这意味着，它们是通过在同一时间点，比较不同年龄段的人（例如，今天的20岁年轻人与80岁老人）的生物指标来构建模型。

该研究的资深作者、杜克大学心理学与神经科学教授艾哈迈德·哈里里（Ahmad Hariri）指出，这种方法存在一个根本性的缺陷，即它无法区分真正的衰老过程与不同代际人群之间因生活环境、历史背景不同而产生的“队列效应”。他举例道：“一个看起来衰老得更快的人，可能仅仅是因为他那一代人曾暴露于含铅汽油或更多的二手烟环境中。”

为了克服这一难题，研究团队将目光投向了世界上最著名、最详尽的纵向研究之一——“达尼丁研究”（Dunedin Study）。这项始于1972年的研究，持续追踪了新西兰达尼丁市约1000名同龄人从出生至今长达半个世纪的健康和发展数据。研究团队利用这项独一无二的数据，创造了一个真正衡量“衰老速度”（Pace of Aging）的金标准。他们并未依赖单次测量，而是追踪了每位参与者在长达20年的时间里，19项不同健康指标（从血压、胆固醇、肺功能，到牙龈健康等）的整体变化速率，从而为每个人计算出一个反映其真实生物衰老轨迹的独特分数。

AI的“读脑术”：如何从一张大脑图片中读取衰老速度

有了这个基于数十年纵向追踪的“衰老速度”作为“标准答案”，研究团队接下来便开始训练他们的人工智能工具——DunedinPACNI。其核心任务是：AI能否仅通过分析达尼丁研究参与者在45岁时拍摄的单次大脑MRI扫描图像，就准确地估算出他们那个经过20年追踪才得出的“衰老速度”分数？

AI模型通过深度学习，成功地从大脑灰质厚度、白质完整性等数千个结构特征中，识别出了与生理衰老速度相关的、极其微妙但稳定的复杂模式。它实质上学会了如何从一张静态的大脑图片中，“读取”出数十年健康轨迹所留下的累积印记。

当这个训练好的AI工具被应用于来自英国、美国、加拿大和拉丁美洲等多个全新、多样化人群的数据集时，其预测能力得到了惊人的验证。研究发现，被DunedinPACNI评定为“衰老速度较快”的人，不仅在认知测试中表现更差，其大脑中负责记忆的关键区域——海马体——的萎缩速度也更快。

最令人震惊的发现，来自一项针对624名北美老年人的阿尔茨海mer病风险研究。那些在研究开始时，其大脑扫描被AI判定为“衰老最快”的参与者，在随后的几年里，患上痴呆症的可能性比“衰老最慢”的人高出整整60%。哈里里教授回忆道：“当我们第一次看到这个结果时，我们所有人的下巴都惊掉了。” 此外，这种大脑的衰老速度还与全身健康状况密切相关。衰老更快的人，在未来几年内被诊断出心脏病、肺病或中风等慢性病的可能性要高出18%，其死亡风险也比同龄人高出40%。

从预测到干预：阿尔茨海默病防治的新曙光

这项研究的最终意义，在于其巨大的临床应用潜力，尤其是在阿尔茨海默病的防治领域。目前，针对阿尔茨海mer病的药物研发屡屡受挫，一个普遍被接受的解释是，当患者出现明显的记忆和认知症状时，其大脑中的神经损伤（如β-淀粉样蛋白和Tau蛋白的沉积）往往已过于严重，此时用药为时已晚。“药物无法让一个垂死的大脑复活，”哈里里说。

DunedinPACNI的出现，为打破这一困局提供了可能。它有潜力在一个人40多岁时，就通过一次无创的脑部扫描，识别出那些在未来数十年内具有高痴呆风险的个体。这种超早期的预警，为采取预防性干预措施（如改变生活方式、进行认知训练或使用未来的预防性药物）提供了宝贵的时间窗口。

此外，该工具还将彻底改变抗衰老疗法的临床试验模式。在过去，要验证一种新药是否能延缓衰老或预防痴呆，研究人员可能需要进行长达十余年的追踪观察。而未来，他们或许可以在短短一两年内，通过比较用药前后受试者的DunedinPACNI分数变化，来快速、客观地评估一种干预措施是否有效减缓了生物衰老的速度。

尽管从一个强大的研究工具，到被广泛应用于临床实践，DunedinPACNI仍需更多的研究和验证。但它无疑代表了精准医疗和预防医学的一次重大飞跃。它让我们第一次如此清晰地看到，我们的衰老故事，正以一种独特的方式，被书写在大脑的精密结构之中。而AI，正成为我们解读这本“生命之书”，并有望在悲剧发生前改写结局的关键钥匙。