研究人员发布了达拉斯寿命大脑研究(DLBS)的完整数据集,这是一个为期十年的项目,旨在追踪人们随着年龄增长而变化的大脑和认知健康,并区分神经健康路径与可能衰退的路径。
来自德克萨斯大学达拉斯分校生命重要性中心(CVL)的研究人员发布了一个为期十年的项目的完整数据集,该项目旨在追踪人们随着年龄增长而变化的大脑和认知健康,并区分神经健康路径与可能衰退的路径。
达拉斯寿命大脑研究(DLBS)结合了整个成人生命周期中的大脑和认知测量,包括在近500名健康个体的生活中,在10年内的三个时间节点上进行了广泛的成像和测试。5月26日发表在自然科学数据上的一篇文章概述了该项目,并概述了其重要性,这包括从2008年到2020年收集的数据。
德尼斯·帕克博士,行为和大脑科学的特聘大学讲席教授及CVL研究主任,是该项目的创始人。她说,可以将大脑看作一个乐团,各部分在不同的乐章阶段变得重要。
“这个数据集让我们能够一次性看到大脑,”帕克说。“释放这些数据将允许对大脑在许多不同方面如何随着年龄变化进行探索和描述。你可以从白质中学到一件事,从灰质中了解到另一件事,从神经元激活中又学到一件事。”
戈根·维格博士,本文的共同通讯作者以及行为和大脑科学学院的心理学副教授,说:“我们一直在使用这个数据集来研究成年期的衰老轨迹,包括中年,而这一阶段一直被低估。DLBS让我们能够识别出预测认知衰退和疾病的个体特征。”
DLBS项目获得了国立老龄化研究所(NIA)的一项研究时间延续方法(MERIT)奖(R37),为帕克提供了长期资助,在这种情况下维持了10年。这使团队能够完全专注于数据收集,而无需在早期时间框架内发布结果。
DLBS评估了464名年龄在21至89岁之间的初始参与者;338名参与者在三到五年后返回进行第二次评估,224名参与者在另一个相似的间隔后进行了第三次数据收集。
维格表示:“在成年期的大脑衰老研究中,拥有三个时间点是罕见的。通常,衰老研究是基于年轻人和老年人之间的横断面比较,而不是跟踪同一个体随时间变化的情况。纵向测试对于理解个体衰老的方式和原因至关重要。”
每次评估都包括一个全面的神经心理学评测;评估身体和神经健康的问卷;广泛的成像扫描,包括结构性和功能性MRI;以及通过正电子发射断层扫描(PET)对大脑中淀粉样蛋白和tau蛋白的测量。
维格表示,该研究在包括中年参与者、早期采用脑扫描以允许测量大脑网络以及收集来自认知正常样本的PET数据方面具有创新性。来自DLBS数据的重要发现包括 across the lifespan 显示大脑网络崩溃的证据,以及描述健康成年人中高水平淀粉样蛋白存在的发现,这些发现后来在进一步的研究中得到了验证。
维格说:“发现健康成年人中存在淀粉样负担是淀粉样可能不足以导致认知损害的第一个线索。”他补充道:“从那时起,一些清除大脑中的淀粉样蛋白的努力取得了成功,但在遏制进一步的认知衰退方面结果却好坏参半。”
研究人员现在认为,淀粉样蛋白是tau缠结聚集的促成因素,后者是阿尔茨海默病的另一个特征。DLBS的最新一波数据使研究人员能够研究大脑中的tau蛋白。
维格说:“这些宝贵数据的可用性让科学家能够评估和优化主导的疾病和认知衰老模型。”
帕克视认知衰退的原因为拼图中的不同部分,对于每个人可能都不相同。
“一些人的白质严重退化,导致问题。另一些人则存在激活或大脑萎缩方面的问题。没有两个人是一样的,”她说。“我们无法指出任何单一的模式。但我们正在迈向能够理解某些人衰退原因的方向,并且我们正在了解更多潜在的原因。”
开放获取的数据为全球研究人员提供了测试关于整个人生阶段的大脑和认知的假设的机会。尽管CVL和其他科学家已经基于这些数据进行了广泛的出版,帕克表示这些出版物仅仅触及了这些信息可以揭示的关于衰老认知神经科学的表面。
维格说:“我们开放的资料库的出版将使这些数据在神经科学、医学和心理学领域更为广泛可用。除了认知测量,数据集还包含大量调查和工具,衡量成人各阶段个体的特定健康指标、行为和个性。我们的团队计划在未来几年继续挖掘这个数据集,以便理解个体的认知健康轨迹,我们也期待其他人能更轻松地做到这一点。”
随着帕克在今年接近退休,她面临一个重要选择:要花几年的时间准备大量要与世界分享的数据,还是专注于继续发表基于这些数据的论文。
她说:“我决定花时间向世界分享数据,这是对这个学科的最佳投资。我对此感到非常自豪,因为我们以优雅的方式完成了这项工作。如果人们持有假设,这些数据就非常容易使用。我将其视为对科学的更大贡献。”
帕克表示,她希望资料库的遗产是为神经科学领域提供更多的探索问题及探索的手段。
她说:“我感到受到肯定。我在这个项目上花了十年的职业生涯,我担心也许我追逐的是一些最终证明不起重要性的问题。我相信,这篇出版物中的数据将继续产生影响,为他人提出问题——我相信他们会解决这些问题。”
其他与德克萨斯大学达拉斯分校相关的作者包括心理学教授克里斯滕·肯尼迪博士和卡伦·罗德里格博士;前CVL研究科学家约瑟夫·P·亨尼西博士;CVL研究助理埃文·T·史密斯MS’15,PhD’21;以及CVL研究科学家米凯拉·陈MS’12,PhD’16。其他作者来自德克萨斯大学西南医学中心、哈佛医学院、马里兰大学医学院、石溪大学、约翰霍普金斯医学院和西奈山艾坎医学院。
这项研究得到了NIA赠款5R37AG-006265-27和RC1AG036199的支持。