20歲之後腦力開始退步?不不不,人腦的巔峰到66歲
中心性(centrality):有沒有特別關鍵的交通樞紐,很多腦區之間的最短路徑都會從這些關鍵節點經過。
類似這樣的指標壹共有 12 個,研究人員們試圖從這 12 個方向去描述同壹張腦部交通地圖。每壹個年齡段的大腦網絡,都可以被表示成壹個 12 維的特征向量。
但12維空間的變化人類是很難想象的,也無法相互比較,因此作者使用了壹種叫UMAP的流形學習降維方法,把這12維的數據變成了低維空間裡的壹個個點,隨著年齡連接起來,就形成了壹條隨年齡變化的軌跡線。
通過比較這條軌跡在哪些年齡段發生明顯轉向,研究者就可以識別出大腦結構網絡在壹生中的關鍵拐點,並據此劃分出不同的發育階段。

降維後得到的圖表,每個年齡段是圖中的壹個點,而點與點之間的距離和方向,表示各年齡段之間大腦網絡結構的相似度以及變化的方向,可以看出9歲和32歲之間大腦的變化並沒有那麼顯著|來源:論文
研究人員最終在 9 歲、32 歲、66 歲和 83 歲找到了肆個關鍵拐點,如上壹節所描述的,根據各項指標的不同,劃分出了伍個不同的大腦發育階段。
大腦的最佳年齡可能就是現在
之前,有不少人認為人腦的黃金時期是贰拾多歲,過了贰拾多每天都在走下坡路。而這項研究告訴我們,32歲之前,我們的大腦仍然還在生長發育的“青春期”中。
那之前的認知誤區是如何產生的呢?早些年的結論主要來自於行為和心理學測試以及早期影像學研究。
行為和心理學測試的指標相對單壹,如反應時間、工作記憶,這類任務確實是贰拾出頭的年輕人最好,但無法反映大腦整體的認知功能;而早期影像學研究經常只看壹個指標,例如負責思考的大腦灰質體積,或者全腦連接效率,而樣本也是受限的,往往是兒童加上壹批年輕人和少量老年人,中間的30–50歲階段比較空,這樣得出來的倒U曲線,自然會落在20歲出頭的位置,至於中年人的空白,往往就通過想象來彌補了。
其實近拾年來,已經有不少工作在糾正這個觀念,不同能力、不同腦區、不同網絡的最佳年齡並不壹樣,人腦的認知巔峰,也絕不止於20歲出頭。
千言萬語化作壹句話:

圖源:小紅書@よいしょ
除了讓廣大中年人在生活中更有底氣之外,這項整合了龐大數據庫的研究還有什麼別的作用嗎?
它不會有立竿見影的作用,就像人類全基因組圖譜壹樣,只是給我們畫出了壹張大腦連接結構隨著年齡變化的地圖,在以後進行類似兒童智力發育或者老年衰退的研究時,都可能起到指導作用。真正能把這張路線圖變成更好的大腦健康策略,也許要到幾拾年後了,但那時回頭看,今天這壹步仍然是必不可少的壹筆。
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類似這樣的指標壹共有 12 個,研究人員們試圖從這 12 個方向去描述同壹張腦部交通地圖。每壹個年齡段的大腦網絡,都可以被表示成壹個 12 維的特征向量。
但12維空間的變化人類是很難想象的,也無法相互比較,因此作者使用了壹種叫UMAP的流形學習降維方法,把這12維的數據變成了低維空間裡的壹個個點,隨著年齡連接起來,就形成了壹條隨年齡變化的軌跡線。
通過比較這條軌跡在哪些年齡段發生明顯轉向,研究者就可以識別出大腦結構網絡在壹生中的關鍵拐點,並據此劃分出不同的發育階段。

降維後得到的圖表,每個年齡段是圖中的壹個點,而點與點之間的距離和方向,表示各年齡段之間大腦網絡結構的相似度以及變化的方向,可以看出9歲和32歲之間大腦的變化並沒有那麼顯著|來源:論文
研究人員最終在 9 歲、32 歲、66 歲和 83 歲找到了肆個關鍵拐點,如上壹節所描述的,根據各項指標的不同,劃分出了伍個不同的大腦發育階段。
大腦的最佳年齡可能就是現在
之前,有不少人認為人腦的黃金時期是贰拾多歲,過了贰拾多每天都在走下坡路。而這項研究告訴我們,32歲之前,我們的大腦仍然還在生長發育的“青春期”中。
那之前的認知誤區是如何產生的呢?早些年的結論主要來自於行為和心理學測試以及早期影像學研究。
行為和心理學測試的指標相對單壹,如反應時間、工作記憶,這類任務確實是贰拾出頭的年輕人最好,但無法反映大腦整體的認知功能;而早期影像學研究經常只看壹個指標,例如負責思考的大腦灰質體積,或者全腦連接效率,而樣本也是受限的,往往是兒童加上壹批年輕人和少量老年人,中間的30–50歲階段比較空,這樣得出來的倒U曲線,自然會落在20歲出頭的位置,至於中年人的空白,往往就通過想象來彌補了。
其實近拾年來,已經有不少工作在糾正這個觀念,不同能力、不同腦區、不同網絡的最佳年齡並不壹樣,人腦的認知巔峰,也絕不止於20歲出頭。
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除了讓廣大中年人在生活中更有底氣之外,這項整合了龐大數據庫的研究還有什麼別的作用嗎?
它不會有立竿見影的作用,就像人類全基因組圖譜壹樣,只是給我們畫出了壹張大腦連接結構隨著年齡變化的地圖,在以後進行類似兒童智力發育或者老年衰退的研究時,都可能起到指導作用。真正能把這張路線圖變成更好的大腦健康策略,也許要到幾拾年後了,但那時回頭看,今天這壹步仍然是必不可少的壹筆。
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