近日,《自然》雜志刊文稱,大腦過于活躍可能是壽命減少的原因。此前也有研究稱,聰明的大腦更“懶惰”,在完成相同任務時其活躍的神經元數量更少。那么,抑制神經活動是否可以延長壽命呢?
俗話說“腦子越用越靈活”,許多人認為下棋之類的智力游戲有助于減緩衰老。盡管如此,神經活動與軀體衰老之間的關聯(lián)始終沒有得到明確的驗證。直到最近,哈佛大學醫(yī)學院研究發(fā)現(xiàn),大腦中神經活動的過度活躍與壽命縮短有關,并且動物實驗表明抑制整體神經活動可延長壽命。
這項研究由哈佛大學遺傳學和神經科學教授布魯斯·楊克納(Bruce Yankner)領導,論文發(fā)表在10月16日的《自然》雜志上,這是首次有證據表明神經活動與長壽的關聯(lián)。
生命在于“休息”
這個結論聽起來是不是有些出人意料?根據生活經驗,長壽的老人一般都保持著良好的精神狀態(tài),這樣的人為什么神經活動反而更少呢?其實,神經活動不僅與認知功能有關,還關系到許多無意識的信息處理過程,例如肌肉的運動、內分泌調節(jié)等等。一個典型的例子就是癲癇,它正是由大腦中神經活動的紊亂引發(fā)的。
為了尋找神經活動與壽命之間的關聯(lián),研究團隊首先分析了人腦中的基因表達規(guī)律。研究樣本來自數百位志愿者捐獻的遺體大腦,志愿者死亡年齡從60歲100多歲不等,生前沒有癡呆癥等認知障礙。他們發(fā)現(xiàn),和壽命在60到80歲之間的人相比,活到85歲以上的長壽人群大腦中與神經興奮相關的基因普遍更不活躍。
接下來,研究團隊對線蟲使用了抑制大腦內興奮性神經活動的藥物,發(fā)現(xiàn)線蟲的壽命得到了延長,表明神經活動減少并非長壽的結果,而是原因。這就引出了一個誘人的猜想:我們能不能找出影響神經活動的“總指揮”,借助它來延長壽命呢?
根據過去的經驗,研究團隊很快鎖定了一種關鍵蛋白質,它就是REST,全稱RE1-沉默轉錄因子(RE1-Silencing Transcription factor)。REST蛋白參與了胚胎時期的大腦發(fā)育過程,它存在于未分化的神經元祖細胞中,讓神經元暫時“休息”;而楊克納團隊在2014年發(fā)現(xiàn),它還會出現(xiàn)在健康老年人的大腦中,保護大腦不受神經退行性疾病的侵襲。而最近這次研究也發(fā)現(xiàn),百歲老人腦細胞中REST蛋白顯著更多。
REST如何影響壽命?
為了進一步驗證REST蛋白的作用,研究團隊在小鼠和線蟲身上進行實驗,操縱對應的Rest基因,觀察動物的表現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn),敲除或抑制對應基因后,REST蛋白的缺失能讓神經更加活躍,進而縮短動物的壽命;反之,激活這個基因能夠產生REST蛋白,讓神經活動減少,進而延長壽命。
有趣的是,神經活動減少的小鼠沒有表現(xiàn)出行為的異常,沒有陷入冬眠或減少活動。REST蛋白的作用非常復雜,涉及神經活動的許多方面。神經活動的增減究竟對動物有怎樣的影響呢?
線蟲研究為我們帶來了新的線索。線蟲身上沒有和哺乳動物相同的REST蛋白,但它具備兩種與之同源的蛋白質,那就是SPR-3和SPR-4。這兩種蛋白質不僅影響神經活動,還能減少胰島素/胰島素樣生長因子(Insulin/IGF-1)受體的活動,此前的研究表明這種物質也和長壽有關。而由于胰島素的分泌與食物攝入密切相關,許多科學家認為限制熱量攝入也有助于延長壽命。
盡管研究觀察到長壽和神經活動的整體減弱有關,目前我們仍不了解這種現(xiàn)象和高級認知功能之間的關系,也不清楚一個人的思想、人格和行為會如何影響神經活動。這些問題都有待未來的研究來回答。
有觀點認為,老年人大腦活動的減少恰恰是大腦效率較高的表現(xiàn)。大腦成像研究顯示,在完成相同的智力任務時,和青年組與中年組相比,老年組的大腦活動要更活躍,并且涉及更多的大腦區(qū)域。也就是說,隨著年齡增長,大腦會將更多的能量浪費在不必要的活動上,就好像一臺跑不動還發(fā)熱的舊電腦一樣。這樣看來,減少這樣的能量浪費或許能夠延緩衰老。
這項研究為治療某些大腦疾病提供了新的啟發(fā)。有證據表明,阿茲海默癥、雙相情感障礙等疾病都與神經過度活躍有關。通過抑制不必要的神經活動,我們或許能夠更好地控制這些疾病,為患者帶來福音。
楊克納團隊已經開始研究如何用藥物增強Rest基因的活性。如果這些藥物最終被證實安全有效,或許還能成為一種新的抗衰老手段。但是別忘了,目前REST蛋白對人類的作用主要來自觀察性的證據,我們還需要更多的研究來認識它對人類的影響,要駕馭它就更遙遠了。