
一项利用磁共振成像数据和预测模型进行的为期16年的研究表明,高血压和其他健康风险会加速大脑老化。
中国科学家开展了一项以人群为基础的队列研究,以探讨不健康的生活方式、代谢异常和其他危险因素对大脑老化的长期影响。研究结果显示,这些因素会显著加速大脑老化,研究人员为此提出了支持大脑健康的策略。相关研究发表于《研究》(Research)杂志。
背景
随着年龄的增长,人们的大脑会经历一系列与衰老相关的结构变化,包括脑萎缩、白质微结构损伤以及脑白质高信号增加。这些变化与认知功能下降和神经退行性疾病的发生发展密切相关。脑年龄是通过磁共振成像(MRI)特征进行估算的,已成为评估大脑衰老的关键生物标志物。

目前大多数脑龄预测模型采用的是单一的神经影像学方法。然而,多模态脑成像能更详细地显示个体大脑衰老的情况,并提高预测准确性。越来越多的证据表明,高血压、高血糖和吸烟等健康风险因素可能会影响大脑结构。但人们对这些风险因素与大脑衰老之间的确切关系仍不了解。因此,确定加速大脑衰老的具体因素对维持大脑长期健康至关重要。
研究进展
本研究基于开滦人群16年临床随访队列,阐明了长期不良生活方式、代谢异常等危险因素会显著加速大脑衰老。
首先,作者构建了一个整合了多维健康风险因素和多模态脑成像特征的矩阵数据集。他们通过应用相关性分析,并校正多重比较,研究了多维风险因素与多模态脑成像特征之间的关联。他们进一步确定了与脑成像特征关联最强的五个风险因素:
这一发现初步揭示了加速大脑衰老的风险因素的关键见解。

随后,研究人员根据参与者表现出的高风险因素数量,将他们分为五组:0个(健康对照组)、1个、2个、3个和4-5个高风险因素组。大脑年龄预测模型先在健康组上进行训练,然后应用于五个风险暴露组,以预测他们的大脑年龄,并比较大脑衰老的差异。结果表明,与健康组和其他风险暴露组相比,具有4-5个高风险因素的个体表现出显著更大的大脑年龄差距(Brain Age Gap,BAG)。这表明,不健康的生活方式、代谢异常和其他风险因素等一系列健康因素可能共同加速了大脑的衰老过程。
进一步深入分析发现,与血压正常者相比,高血压患者的T1加权成像预测的脑年龄(Brain Age Gap,BAG)明显更高。这表明高血压对脑组织结构退化有重要影响,是加速大脑衰老的关键因素。

对未来研究的建议
本研究对大量人群进行了长期的跟踪调查,结果表明,高血压、高血糖、高肌酐、吸烟和低教育程度这五个危险因素会加速大脑老化,其中高血压对大脑的损害最大。
未来的研究将纳入纵向脑成像数据,以评估脑衰老的动态进展模式。此外,未来的研究有必要充分挖掘多模态图像中的高维信息,从而提高模型的预测能力和泛化能力。

综上所述,本研究阐明了一系列健康风险因素会加速大脑衰老,而有效管理血压、血糖和肌酐水平,减少吸烟,提高教育水平,对于促进大脑健康至关重要。
参考文献:景逊、王鹿瑶、高艺文、惠英、陈烁华、吴寿岭、王振常、姜杰慧、吕涵,《基于人群的机器学习研究:发现加速成人大脑老化的高危临床因素》,2024年10月21日,发表于《Research》期刊。数字对象唯一标识符(DOI):10.34133/research.0500
资金来源:国家自然科学基金、科技创新2030-重大项目、上海产业协同创新项目、北京市自然科学基金
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