大腦衰老並非以穩定速度進行。劍橋大學 MRC 認知與腦科學部門的一項研究揭示,人腦衰老在一生中經歷五個截然不同的階段,由四個重塑大腦組織模式的關鍵轉折點分隔。你有沒有想過,為何兒童學得快、記憶毫不費力,為何青春期以衝動為標誌,又為何晚年記憶力逐漸衰退?這項研究提供了解釋。
也許最令人矚目的發現是:「青春期大腦」要到三十歲出頭才完全成熟。
這項研究發表於 Nature Communications,分析了 4,216 名從新生兒到 90 歲人士的彌散 MRI 掃描數據。研究人員運用圖論指標和 UMAP(均勻流形近似與投影)技術證明,人腦拓撲結構遵循非線性發育模式,提供了整個生命週期大腦衰老軌跡的全面地圖。

(來源:Nature communication)
第一階段:0-9 歲,奠基期
從出生到九歲,大腦經歷網絡整合階段。這是神經連接的奠基時期。
出生時,大腦產生大量突觸 —— 神經元傳遞信號的橋樑 —— 數量遠超成年期。然而突觸更多並不意味著功能更好。大腦啟動競爭性選擇機制,只保留最活躍和有用的連接,淘汰冗餘的連接。這個過程稱為網絡鞏固。
與此同時,灰質和白質快速生長,皮層厚度達到一生的峰值,大腦皮層表面的皺褶逐漸穩定。大約在九歲時,大腦迎來衰老過程中的第一個重大轉折點:兒童的認知能力出現飛躍,語言習得和知識保留效率提高。與此同時,某些心理健康狀況的風險開始上升。

第二階段:9-32 歲,延長的青春期大腦
這一階段挑戰傳統理解。青春期大腦並非在 18 歲完成成熟。它會持續發育到大約 32 歲。
這段時期的核心變化是白質的持續增長。大腦的通信網絡日益精細,連接強度和協調性增強。神經效率進入其唯一的上行軌跡:信號在腦區內部及全腦範圍內傳播路徑更短、速度更快。這與邏輯推理和決策等認知能力的穩步提升直接對應。

大約在 32 歲,大腦迎來最具意義的拓撲轉折點。神經連接的方向和整體軌跡發生最大幅度的轉變,標誌著青少年型結構變化的結束,並過渡到成年期的大腦衰老階段。
第三階段:32-66 歲,穩定的成年期
從 32 歲到 66 歲,大腦進入最長、最穩定的階段,跨越三十多年而沒有重大結構轉折點。
在此期間,智力和性格保持平穩,整體大腦功能維持穩定。這是最穩定的大腦衰老階段,但細微的變化確實在悄悄發生:不同腦區的功能日益專門化,這一特徵稱為功能分離。每個腦區專注於其核心任務。海馬體掌管記憶,布羅卡氏區處理語言,它們的專門化持續加深。
大約在 66 歲,大腦迎來第三個轉折點。這一轉變不涉及戲劇性的結構變化,但大腦網絡的組織模式發生有意義的調整。白質開始出現衰退跡象,神經連接強度下降。這也是高血壓等影響大腦健康的狀況風險開始上升的階段。

第四階段:66-83 歲,早期大腦衰老
在 66 歲到 83 歲之間,大腦進入以腦網絡緩慢重組為特徵的早期衰老階段。
隨著白質衰退加劇,整體大腦連通性持續下降,資訊傳輸效率開始放緩。處於此階段的人可能注意到記憶力不如從前敏銳,反應時間也變慢了。這些都是神經連接變化的外在表現。研究指出,這個年齡層應特別關注心腦血管健康,例如維持健康的血壓,因為這些潛在狀況會進一步加速大腦衰老過程。

第五階段:83 歲之後,晚期大腦衰老
大約在 83 歲,大腦迎來最後的轉折點,進入大腦衰老的晚期階段。
由於樣本量限制,這一階段的研究數據相對有限。然而,明顯的特徵已經浮現。整體連通性大幅下降,大腦再也無法達到年輕時那種高效的全腦協調。取而代之的是,它更依賴少數特定的核心區域來執行認知活動。這有助於解釋為何部分長者出現明顯的認知衰退,以及為何針對性訓練以維持這些核心區域的功能變得重要。

為何了解大腦衰老階段很重要
該研究首席研究員、蓋茨劍橋學者 Alexa Mousley 指出,這些大腦衰老階段和轉折點為理解不同年齡層的優勢和健康脆弱性提供了關鍵線索。例如,兒童大腦的特徵有助於指導學習困難的干預,而衰老大腦的結構變化則為痴呆症等狀況下的認知健康支持提供了神經學基礎。
從嬰兒期到老年,大腦經歷了定義其一生發育軌跡的五個階段。了解這些階段不僅幫助我們理解自身的身心變化,也讓我們能在人生的每個階段更科學地呵護大腦健康。
如何支持大腦健康、延緩大腦衰老
人腦,這個進化上最先進的器官,引領人類走過數百萬年的進化,推動了數百年的科學發現。我們如何保護這個珍貴的器官,減少大腦衰老的影響?研究人員基於現有證據提出了幾項實用建議:
1. 保持規律、適度的體育鍛煉
以有氧運動為主,輔以抗阻力訓練。每週至少 150 分鐘中等強度有氧運動(如快走、慢跑或游泳),或 75 分鐘高強度有氧運動(如跑步或騎自行車),可促進腦部血液循環、增加大腦血流量,為神經元提供充足的氧氣和營養。運動亦刺激腦源性神經營養因子(BDNF)的產生,支持神經元修復和再生。
每週兩至三次抗阻力訓練(如啞鈴運動或彈力帶訓練)可改善整體代謝,降低腦血管疾病風險,間接保護大腦。
久坐會減少大腦血液供應。每坐一小時,起身活動 5 至 10 分鐘,進行簡單的伸展或步行。
2. 優化飲食,補充護腦營養素
MIND 飲食,地中海飲食和 DASH 飲食的混合體,專為支持大腦健康而設計。它強調綠葉蔬菜(如菠菜和西蘭花)、莓果(藍莓、草莓)、堅果和全穀物,同時減少紅肉、油炸食品和精製糖的攝入。這種飲食模式提供不飽和脂肪酸和抗氧化劑,有助於減少大腦的氧化壓力和發炎。
需要優先補充的關鍵營養素包括:
Omega-3 脂肪酸:每週食用兩至三次深海魚(如三文魚和沙甸魚),或加入亞麻籽和合桃,可支持腦細胞膜功能,幫助延緩認知衰退。
抗氧化劑:富含維他命 C(柑橘類水果、奇異果)、維他命 E(堅果、植物油)和類黃酮(藍莓、綠茶)的食物有助於中和腦內自由基。
B 族維他命(B6、B12、葉酸):有助降低血液中的同型半胱氨酸水平,減少腦血管損傷並支持認知健康。來源包括深綠色蔬菜、豆類、瘦肉和雞蛋。
膽鹼:存在於雞蛋、肝臟和豆類中,是神經遞質乙酰膽鹼的前體,支持記憶功能。
輔酶類(如 NADH、NMN 和 CoQ10):這些化合物支持細胞能量產生、維持粒線體功能,並激活自噬以清除細胞廢物,在細胞代謝、修復和健康衰老中發揮積極作用。
3. 持續進行認知訓練,延緩大腦衰老
多樣化的腦力活動,包括閱讀、下棋、關注新聞,以及學習書法、樂器或新語言等新技能,可激活不同腦區並建立新的神經連接,幫助延緩大腦衰老和認知衰退。
通過社區活動和與家人朋友聚會維持社交互動,可刺激大腦的語言和情緒中樞,減少孤獨感和抑鬱風險 —— 抑鬱是認知衰退的重要促成因素。
4. 保證充足、優質的睡眠
目標是每晚睡 7 至 8 小時,並保持規律的作息時間。睡眠期間,大腦進行清潔過程,清除白天累積的代謝廢物,包括與阿茲海默症相關的 β- 澱粉樣蛋白。長期睡眠不足會導致廢物累積和神經元損傷。
為改善睡眠質素,睡前應避免咖啡因和電子屏幕,因為藍光會抑制褪黑激素的產生。如果存在睡眠窒息症或其他睡眠障礙,應尋求醫療幫助,因為這些狀況可導致夜間腦缺氧,長期下來會造成認知損害。
5. 管理潛在健康狀況
「四高」—— 高血壓、糖尿病、高膽固醇和同型半胱氨酸升高 —— 是腦血管疾病的主要促成因素,直接影響腦部血液供應和神經功能。請遵照醫囑定期服藥和監測,將這些指標維持在健康範圍內。
吸煙會損害腦血管內皮並加速動脈粥樣硬化,而過量飲酒會直接損害神經元並導致腦萎縮。如飲酒,男性每日攝入量不超過 25 克,女性不超過 15 克。戒酒更佳。
每年進行全面的健康檢查,包括適當時的腦部 CT/MRI 和認知功能篩查,有助及早發現潛在問題。
6. 管理情緒和壓力
慢性焦慮、抑鬱和高壓力會升高皮質醇水平,損害負責記憶的海馬體。冥想、深呼吸和太極等練習有助調節情緒。必要時,可尋求心理健康專業人士的支持。
在中老年期支持大腦健康需要多管齊下,結合生活方式改變、營養支持、認知訓練和疾病預防。
References
Mousley A, Bethlehem R A I, Yeh F C, et al. Topological turning points across the human lifespan[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 10055. External Link: https://www.nature.com/articles/s41467-025-65974-8
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