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研究人员为探究衰老对大脑神经调节系统影响，研究基底前脑（BF）和蓝斑（LC）等，发现其功能连接随年龄反转，为认知衰老研究提供方向。
在我们的大脑中，有一套神奇的 “开关” 系统，它能帮助我们快速对周围环境做出反应，这就是神经调节系统。其中，基底前脑（Basal Forebrain，BF）和蓝斑（Locus Coeruleus，LC）起着关键作用。它们就像大脑中的 “指挥官”，通过释放神经递质，调节着大脑各个区域的活动，让我们能集中注意力，记住重要信息。
然而，随着年龄的增长，这套 “开关” 系统似乎开始出现问题。老年人常常会觉得自己注意力不集中，容易被无关的事物干扰，记忆力也大不如前。这背后的原因是什么呢？原来，BF 和 LC 是大脑中最早出现衰老相关病变的区域之一，它们的结构和功能变化可能在认知障碍出现之前就已经悄悄发生了，就像隐藏在黑暗中的 “定时炸弹”，但我们对这些变化在大脑网络中的具体作用却知之甚少。
为了揭开这个谜团，来自康奈尔大学的研究人员 Nicholas G. Cicero、Elizabeth Riley 等人展开了深入研究。他们的研究成果发表在《GeroScience》杂志上，为我们理解大脑衰老和认知变化提供了新的线索。
研究人员采用了多种先进的技术方法来开展这项研究。首先，他们招募了 85 名参与者，涵盖了年轻人（19 - 45 岁）、中年人（46 - 65 岁）和老年人（66 - 86 岁）。参与者需要完成一系列任务，包括在进行功能性磁共振成像（fMRI）扫描时执行听觉目标辨别任务，同时记住一系列图片，以此来模拟真实生活中的注意力和记忆场景。在扫描过程中，研究人员利用 Turbo - spin echo（TSE）成像技术对 LC 进行结构定位，使用多回波 fMRI 获取 BF 和 LC 的高信号。之后，通过对采集到的数据进行复杂的预处理和分析，包括图像的归一化、去颅骨、分割等操作，最终得到了各个脑区的功能连接数据。
研究结果如下：
- 行为表现：在目标检测任务中，由于任务简单，不同年龄组的参与者在准确性上没有显著差异，但老年人因心理运动减慢，在准确反应时明显比年轻人慢。这表明，年龄差异导致的大脑功能变化并非由任务表现差异引起1。
- LC 相关网络：在 LC 与基底核（nbM）的功能连接方面，年龄与任务类型存在显著交互作用。年轻人在分心刺激时 LC - nbM 连接更强，而老年人在目标刺激时连接更强。在 LC 与海马体（Hippocampus，HPC）的功能连接上，同样存在年龄与任务类型的交互作用，年轻人在分心刺激时 LC - HPC 连接更强，老年人则相反。LC 与后扣带回皮层（Posterior Cingulate Cortex，PCC）的功能连接也呈现出类似规律，年轻人在分心刺激时耦合更强，老年人在目标刺激时更强234。
- nbM 相关网络：nbM 与 LC 的功能连接存在年龄与任务类型的交互作用，年轻人在目标刺激时 nbM - LC 连接更强，老年人在分心刺激时更强。nbM 与 HPC 的功能连接同样如此，年轻人在目标刺激时 nbM - HPC 连接更强，老年人在分心刺激时更强56。
- MS 相关网络：内侧隔核（Medial Septum，MS）与 HPC 的功能连接存在年龄与任务类型的交互作用，年轻人在目标刺激时 MS - HPC 耦合更强，老年人在分心刺激时更强。而 MS 与 LC、nbM、PCC 之间没有显著的任务依赖耦合78。
- 网络变化与中年样本：由于中年样本量小且分布不均，未纳入主要分析。但初步分析显示，中年时期这些皮层下网络可能存在非线性变化，整体特征更接近年轻人9。
综合研究结果和讨论，研究人员发现，大脑中去甲肾上腺素（NE）和乙酰胆碱（ACh）的主要来源区域（BF 和 LC）及其相关的大脑目标结构，在支持注意力和行为显著性方面的协同作用在整个生命周期中存在差异。在老年时期，大脑网络从关注行为相关事件转变为关注行为无关事件，神经调节核之间的相互连接显著增强。这些发现为理解神经调节核如何支持依赖注意力状态的功能耦合，以及它们在健康衰老过程中的重组提供了新的视角。同时，也为评估和干预提供了潜在靶点，有助于维持成年人整个生命周期的健康认知。不过，该研究也存在一些局限性，比如中年组样本量不足，缺乏静息态数据等。未来研究可以针对这些问题进一步深入探索，从而更全面地揭示大脑衰老的奥秘，为预防和治疗与年龄相关的认知障碍提供更有效的策略。
