衰老是不可避免的。尽管近年来急剧增加平均寿命,我们尚未发现的青春之泉。这样,我们的身体逐渐屈服于衰老过程。这个过程是如此强大,它会频频向被生活的方方面面,从变化的外表和行动不便者认知障碍,可能会使我们丧失了自己的本质。这些与年龄相关的变化是病态和正常老化过程的合成。尽管与年龄相关的疾病,如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症可以追溯到病理畸变,肯定“正常”老化导致这些疾病的恶性发展。尽管可以视为一个阴郁的预后,有显著的个体差异在老龄化如何影响我们的日常生活在人群之间。考虑范围在物理能力和认知能力在一个人口年龄的差距。例如,尽管衰老通常会导致肌肉力量,减少实际下降率可以通过生活方式影响变量如活动水平、饮食、基础代谢率,和许多其他因素。事实上,老运动员继续训练能保持高水平的竞技能力。 It seems unrealistic to believe that we can forever thwart the “beast” of age. Yet, through a better understanding of how the aging process interacts with biological, cognitive, and social aspects of our lives, we hope to glean insight into how we might age successfully.
神经解剖学的有关衰老的
这一点也不奇怪,我们的大脑年龄的方式类似于其他身体器官。这些变化是明显的使用技术,从分子到心理,以及之间的一切。与年龄相关的变化在大脑功能与结构变化可以产生深远的心理后果。例如,视觉障碍是衰老的第一症状之一,平均85岁的展示约80%视力低于40岁。幸运的是,从衰老的大脑的角度来看,视网膜变性似乎是这种变化的主要原因,因为大脑区域参与视觉处理通常似乎仍不受影响。尽管这种观点可能不值得庆贺,它确实表明大脑回路仍相对完整先进的年龄,消除关于大脑如何年龄一个常见的误解:认为与年龄相关的神经元损失是无处不在。技术进步在揭穿这个信念,积累的证据表明,非特异性的大脑不萎缩,被动的方式类似于肌肉和滥用。似乎相反,脑萎缩程度有限,在区域选择性表达,并受相当大的个体差异。例如,早期的研究表明广泛,senescence-associated细胞损失发生在海马体,大脑的这一区域大量涉及许多类型的新记忆的形成。符合这个概念是观察海马记忆加工的类型的老年人经常妥协。 Yet, recent studies using improved microscopic techniques indicate that hippocampal cell loss is relatively minimal and restricted to specific hippocampal subfields. These regional and discrete observations parallel those of memory decline seen in old age; not all aspects of memory function are impaired; rather, only specific modes are influenced by the aging process. In particular, hippocampal function is strongly correlated with the ability to form durable memory traces, with older adults showing greater declines in memory for newly acquired information dependent on this ability, relative to well-established, long-standing memories that are more readily retrieved by older adults. Other areas of the brain yield similar observations. Consider, for example, the cerebellum—a brain region that plays a major role in orchestrating directed movement. Impaired motor coordination and balance are common complaints in old age, which could suggest impaired cerebellar function. In part, this is true because there is significant age-associated neuron loss in the anterior lobe of this structure, yet the entire cerebellum is not equally affected.
尽管有证据表明,广泛的细胞损失不是一个反复出现的主题在大脑老化,一些大脑区域尤其容易衰老的有害影响。大脑皮层已被大量研究的焦点,因为它是高度发达进化高级动物,包括人类。此外,大脑皮层组织在一个高度保守的层流模式,极大地方便识别细胞层(以及随后的输入和输出通道)皮质本身的条件。关于衰老,特别是皮质区域的一个领域研究的焦点来说前额叶皮层。前额叶皮层是大脑区域参与控制数组的函数,通常所有相关的管理和组织行为。在细胞水平上,树突分枝在表面的皮质层这一地区与高龄减弱,而更深的皮质层相对未受影响。在全球层面,前额叶皮层似乎特别容易受到年龄的影响,因为这一地区经历更大的整体体积损失比其他皮质地区经验。这些结构的观察也有功能相关,减少前额叶激活在认知任务的性能。行为,这些变化表现为下降的能力与战略(即内存处理。、协调、解释和阐述的信息发生在记忆编码将它放在适当的上下文和促进其稍后检索)。 It is this specific strategic use of memory that appears to show the greatest decline in old age, with the largest decrements seen in free recall, whereby strategic memory processing must be engaged in order for successful retrieval to occur.
supragranular神经元的树突分枝减少与年龄也在顶叶皮层区域,特别是在韦尼克区顶叶(皮质区域参与语言理解)。事实上,这些影响,以及前面提到的前额叶皮层,似乎反映了他们的发展。具体来说,树突supragranular皮质层继续扩大到成年,而树突深陷皮质层相对稳定的更早。与这些观察结果一致,远端树突分枝出现的领域也更敏感地经验的影响。具有讽刺意味的是,这些远端地区持久大脑可塑性的这个属性在整个寿命可能最终使这个地区与年龄有关的症状的恶化。
在细胞水平上,树突棘(兴奋性神经元之间的突触联系最频繁的地方),神经递质水平(神经元相互通信所使用的化学物质),甚至细胞受体(神经递质主要影响人的感知)的网站已被证明非常响应差经验。考虑这些相似之处发展和经验的可塑性,在衰老和表面上的易感性增加,毫不奇怪,有一种与年龄有关的脊椎和大脑受体密度选择性区域减少,神经元的生理特性极大地受到这些变化的影响。
Nonneuronal大脑的变化
尽管大多数注意力一直强调神经元在大脑功能的作用,神经胶质的贡献(历史上被视为支持细胞;参与过程,如神经元绝缘和吞噬活动)和动态血管的变化越来越迅速升值。像神经元,glia-specific变化响应行为经验和区域和特异性的修改。类似于神经元,神经胶细胞的类型和它们的功能不同的修改在衰老。例如,与年龄相关的变化在髓鞘形成神经纤维(绝缘)报道,一个相似的认知能力变化的观察。具体来说,直径较小的纤维显得特别容易受到老年性变性,每十年损失约10%。相反,病患活动(通常与修复和恢复功能)据报道高几岁的受试者的大脑区域。
就像神经元和神经胶质,大脑血管已被证明是非常适应改变的要求。大脑血管的变化反映最明显的个人岁中风的发生率增加。不幸的是,中风是公开可诊断的时候,一系列规模较小的这些事件已经发生。我们无法检测到这些小中风是有限的,在大cerebrovasculature现代神经成像的空间分辨率。以此类推,心脏的血管堵塞必须相当严重的被检测出来。因此,心血管健康受损通常是多年来确诊。当然,类似的效果也发生在大脑。如果是这样,失去大量的这些小直径血管可能未被发现的一个伟大的时间使用目前的成像技术。我们知道大脑血管,像这样的神经元和神经胶质反应微分开发经验更多船只在神经元的需求。这个健壮的脑的可塑性脉管系统表明,血液流动,或缺乏,可能发挥关键作用的认知能力下降经常观察到与正常老化。 Congruent with this notion, it has been shown that poor cardiovascular health is linked to greater incidence of Alzheimer’s disease.
影响大脑衰老的理论观点
综上所述,前面提到的观察表明,变化的机制,使我们的大脑反应早经历生活中可能涉及的衰减观察到在以后的生活中。然而,正如前面讨论的,有惊人的个人间的差异行为的结果。此外,大量的变异存在于底层的解剖学和生理学。有些人容易与老年认知障碍和其他相对不受这样的下跌呢?即,为什么一些人屈服于年龄的有害的认知影响早期衰老而其他人似乎相对影响到先进的年龄吗?有人建议,突触密度的下降可能会“创造条件”,与年龄相关的认知正常老化和病理变化情况。底层解剖学是受遗传和经验因素的影响。然而,到目前为止,我们一直无法确定这样的解剖差异的来源,因此,不能完全解释个体差异。
在这里,这些过程理论方法是特定的价值。其中一个理论是运河网的发展模式提出了c . h .沃丁顿(看到格罗斯曼et al ., 2003)。尽管最初解决发展过程,该模型可以方便地修改将两个基因和nongenetic因素与年龄相关的认知下降。在这个模型中,设想一个倾斜的运河与早期生活事件描述顶部的运河。个体由一个“球”,沿着运河表面传播,“向下”随着生活的发展。运河的斜率定义为基因的影响和服务指导个体的发育进程以规范的方式,沿着运河的底部。模型中,遗传和经验事件遇到沿着运河的墙壁,可以促进正常发育(球滚向运河中间),或推动发展斜率向一个阈值来定义异常行为(在这种情况下,与年龄相关的缺陷)。在衰老方面,该模型包含许多因素,如神经元丧失严重或刺,遗传倾向和先天性扰动等个体差异和环境影响等毒性攻击(所有导致突触数量减少和改变神经元的功能)。这些因素会将一个人推向服务,甚至超越,公开的行为缺陷的单独定义的阈值。同样,模型捕获的影响导引经验或恢复功能正常化。 Indeed, evidence is accumulating that advanced education, physical exercise, continued cognitive challenges, and genetic differences all lead to maintained synapse numbers and robust, healthy neuronal function. Together, these interventions may, to some extent, “immunize” the brain to progressive pathology later in life. All told, these findings point to the conclusion that although neuronal cell loss occurs with advancing age, the brain can be protected to some extent by differential experiences, explaining why some individuals face impairments in mental function in old age, whereas others appear to be relatively impervious to such effects. Moreover, these general findings suggest that neural vitality (and by parallel—behavioral) is best maintained through a philosophy of “use it or lose it,” dispelling another misconception: that eventual “wear and tear” is the underlying cause for such deficits. Increasing amounts of data from a number of longitudinal studies support these claims: education and intellectually engaging activities buffer against cognitive decline in old age.
社会心理对思维的影响关系
虽然上面的讨论表明,大脑结构和功能的变化,神经元和nonneuronal水平,认知行为息息相关的精神性的年长的成年人,这些将是不可避免的和不可逆转的。真正的故事要复杂得多,因为老年认知功能特点是增长、下降,稳定。战略内存处理,例如,被描述为在晚年特别问题,是一种记忆的一个重要方面,与可靠的年龄differences-declarative记忆。陈述性记忆一般是指记忆的意识经验,通常测试通过召回或识别措施,可以认为“知道。“这些类型的记忆的例子包括记忆,配偶的名字,或一个游戏的规则。这种类型的内存可以从非陈述的内存,通常间接地通过观察测量性能的变化,结果从之前的经验,没有任何有意识的记忆或经验参考。非陈述记忆包含许多不同的形式,由不同的神经通路,和一般节目很少,如果有的话,随着年龄的显著下降。这种类型的内存可以被认为“知道如何。“一些非陈述记忆功能的例子包括技能学习和重复启动(先前遇到的刺激促进处理,即。,改变的速度,准确性,或者偏向旧刺激,相对于基线或新奇的刺激)。关于技能学习,研究表明,古老的谚语“你不能教老狗学新把戏”并非放诸四海而皆准。既简单又复杂的技能可以获得到老。 Two important caveats are worth noting, however. First, the acquisition rate of new skills, and colloquially, new memories, proceeds much more slowly in older adults than it does in young adults. The major implication here is that older adults require more extensive practice than younger adults before skill mastery occurs. Second, even though new skills can be acquired by older adults, a growing amount of research indicates that to the extent that the skill relies on declarative memory or motoric function, age differences in skill performance will be present. This is an important observation because it maps onto a key distinction in the skill acquisition process—the distinction between early and late stages of learning. Each stage relies on different supporting cortical regions, some of which experience more changes with advancing age than others, so that age differences in skill acquisition and performance may actually represent learning stage differences, and not memory decrements, per se. To illustrate, during the early stage of learning, strategic processes are heavily involved in the monitoring and regulation of the many cognitive processes that become engaged to attain the final goal of successful skill performance. Some of these processes include breaking up the skill into its individual steps, using feedback about performance to make adjustments, and planning the next sequence of actions. With practice and training, these initial steps in skill acquisition become more proceduralized and automated, so that strategic processing becomes less necessary in skill performance. The early stage of learning has been linked to brain activity in the prefrontal cortex, an area that shows significant anatomical changes with advancing age. Once tasks have become proceduralized and less strategic in terms of the cognitive processes involved, however, there is a shift in brain activation from the prefrontal cortex to posterior cortical regions. These latter areas do not experience the same magnitude of change with advancing age as the prefrontal cortex. Such findings indicate that age differences in skill acquisition are stage dependent: age differences are larger during the early stage of learning than during the later stage. This conclusion is supported by the observation that for skills acquired early in life, for which presumably a high level of expertise has been afforded and performance is likely automated, age differences are greatly attenuated, and in some cases even eliminated. Well-learned skills, then, tend to be immune to the effects of aging, whereas newly learned skills may not be expected to be resistant to aging effects.
数量的参数存在为什么技术减少年龄技术性能上的差异。一个论点是,老专家开发一个代偿机制,允许他们抵消负面影响衰老的依靠相关的特定领域的知识让他们执行水平可比的年轻人。例如,在研究老年和年轻的飞行员与nonpilots,年龄差异的性能任务相关飞行员交流活动只有在nonpilots在座。老飞行员弥补潜在的年龄差距任务绩效依靠他们的知识关于飞行员沟通容易执行的任务。相似类型的补偿已观察到老象棋专家,打字员,钢琴家,桥梁专家。这些机制被认为发展不知不觉随着时间老化的个人努力维持性能水平的下降。虽然专业知识往往是领域特定的补偿效应(即。区域内,他们有更大的缓冲效果比在其他领域的专业知识),支持专家性能的参数进行了长期工作记忆系统(见,例如,角& Masunaga所说,2000)。该系统的特点是其保存和处理大量信息的能力在较长一段时间,以便它可以在任务快速访问性能。这种类型的内存似乎出现了随着时间的推移,随着技术的发展,以便性能优越。 The evidence from older experts indicates that long-term working memory may be resistant to the effects of aging, although additional research investigating this claim is needed.
技术性能之外,其他领域的认知功能在晚年也证明增长或稳定。这些领域包括言语理解、逻辑推理、归纳、概念形成。总的来说,这些能力代表心智能力称为的一个方面固定智力代表经验,或者文化上的价值,知识。他们通常反映日常判断的发展,理解,和思考技能,逐渐成熟。这些能力往往与流动智力能力,这些智力不通过经验或文化。流体的一些例子的能力是空间推理和感性的处理速度。论证了这些能力反映中枢神经系统的完整性,因此,因此,他们透露年龄下降的模式。关于记忆功能一样,与年龄相关的性能让现有的声明性和非陈述之间的内存,一般智力还显示与年龄相关的性能让提供额外支持我们的论点,衰老并不产生普遍下降功能。
除了刚刚描述的问题,越来越多的研究表明,心理因素,如教育、环境复杂性(例如,社区居住和制度化的生活),体育活动,控制,和自我效能感可能会强烈影响认知功能减弱年龄差异。例如,老年人拥有强大感知控制记忆功能比老年人感知控制较弱。同样,修改一个关于记忆功能的控制或自我效能感(即。,采用更积极的角度)会导致内存性能的改善。相结合,这些发现表明,虽然大脑功能的变化改变老年人的认知能力、社会心理和环境因素可以帮助保持认知competencies-the情境认知能力——在老的使用。尽管损失认知能力(记忆丧失是其中最引人注目的变化),认知能力,特别是在职业和日常生活活动,可以增加寿命。
最后,一个额外的因素已被证明提供缓冲效应对老年认知能力下降是老年人的社会环境。最近的大型纵向研究表明,更高层次的社会交往(即。,更与朋友和家人保持联系,更积极地参与小组活动),以及更高层次的情感来自朋友和家人的支持,可以提供一些保护作用对老年认知能力的下降。这些影响似乎是独立于其他因素可能预测认知能力下降,所以社会隔离本身有一个巨大的对老年人的认知功能的影响。
总结
老化是一个复杂的,经常被误解的过程。虽然衰老过程本身是不可避免的,老化并不总是生产下降和功能障碍。收益和损失都是衰老过程的一部分,因此老化可以采取许多不同的路径。我们集中讨论对大脑的变化及其进而影响人类行为的认知和心理能力,因为这些方面有很强的关系一个人的心灵,在一些人,这些变化可以排除情绪障碍的发展,心理疾病,甚至痴呆。然而,大多数人经历这些变化没有在日常生活中重大的有害影响,说明相关的一个关键因素成功的老化:老化因个人而异。虽然一些一般性结论生物老化的影响,个人可以发挥积极作用在确定这些变化的过程和最终结果最小化减少,保持稳定,并实现增长,在任何年龄。
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