封面故事
衰老的认知优势
自威廉·詹姆斯(William James)时代以来,我们在生命中相对较早的时候就会达到某种认知“高峰”的观点一直很普遍。1890年,詹姆斯写道,衰老的“老糊涂”无法学习新信息,甚至无法跟上对话。“这就是道路的永恒,”詹姆斯在第一卷中讽刺地写道心理学原理.美国退休人员协会(AARP)在2014年进行了一项关于大脑健康和衰老认知的调查,人们认为大脑在29岁时达到顶峰,到53岁开始衰退。
世界人口正在迅速老龄化。根据美国国家老龄化研究所行为与社会研究部和美国人口普查局2015年发布的一份人口报告,“未来10年,全球65岁及以上人口将增加约2.36亿。”
尽管流行文化可能会延续30岁后大脑就会走下坡路的观念,但新的研究描绘了一幅令人鼓舞得多的大脑衰老能力图景:许多认知技能在30岁后还会继续提高,有些技能在我们六七十岁时才会达到顶峰。
在某些方面,诗人亨利·沃兹沃斯·朗费罗(Henry Wadsworth Longfellow)也许已经走在了他那个时代的前面,他洞悉衰老有其自身的优势:“因为年龄就是机会/不亚于青春本身,虽然换了一件衣服,/当黄昏消逝/天空布满了白天看不见的星星。”
互联网现在允许研究人员研究不同年龄的数千甚至数十万参与者的半岛体育官方网址入口认知能力。利用数千名参与者(而不是通常的几十或几百人)收集的数据的能力,使研究人员能够越来越准确地跟踪不同认知技能在整个生命周期中的发展。半岛体育官方网址入口这些大规模的新研究的结果揭示了一些令人惊讶的——也许是振奋人心的——关于大脑衰老的发现。
尽管许多认知技能确实在生命的头几十年达到顶峰,但人们可能有兴趣了解到,还有许多重要的能力在很晚的时候才达到顶峰。新的研究表明,认知的格局并非简单的曲线或u形,而是充满了不断变化的高潮和低谷。
认知高峰和低谷
尽管科学家们几十年来一直在研究衰老对认知的影响,但方法上的挑战使得研究人员很难跟踪和区分认知技能在生命周期中的变化。半岛体育官方网址入口方法上的两个主要障碍包括获得的数据集不够大,以及缺乏统计上可靠的定量方法来比较巅峰表现的年龄。
说服数百人,更不用说数千人,进入实验室完成一系列高要求的认知测试,只是研究老年人群的研究人员面临的挑战之一。半岛体育官方网址入口除了正常的参与者招募困难之外,五六十岁的成年人通常还在工作,而七八十岁的成年人可能有行动和交通问题,从一开始就很难到达实验室。
波士顿学院心理学助理教授Joshua K. Hartshorne说,以及麦克莱恩医院和哈佛医学院的神经科学助理教授劳拉·杰明(Laura Germine)对研究不同认知技能在人的一生中发生的变化很感兴趣。
在最初的研究中,Hartshorne和Germine重新分析了一组旧的韦氏智商和记忆测试的分数,这些测试是由20世纪90年代地理位置不同的一组成年人进行的。2450名考生的分数被分为13个年龄段,年龄在16岁到89岁之间。这使得研究人员能够绘制出从青春期到半岛体育官方网址入口老年期间从记忆力到词汇量等各种认知技能的峰值。
对不同认知任务的峰值进行比较发现,整体认知技能没有单一的峰值;相反,在整个生命周期中,认知能力存在巨大差异。认知峰值到处都是——根据哈茨霍恩的说法,这是“确凿的证据”,表明衰老的大脑并非都在走下坡路。
虽然这些数据很有趣,但参与者太少,无法得出任何可靠的结论。十几岁和20岁出头的人通常是心理学研究实验的主要对象,而让大量50多岁、60多岁和70多岁的人进入实验室是一个主要障碍。
“普通成年人一直是这类研究中最难找到的参与者之一,”Germine在接受《纽约时报》采访时解释道哈佛大学报》.
因此,哈茨霍恩和杰曼转向了一个不太可能的新工具:病毒式网络测试。
Germine与哈佛大学APS研究员Ken Nakayama一起创立了TestMyBrain.org,该网站提供各种简短的认知测试,用户可以在几分钟内完成。自2008年该网站成立以来,研究人员已经收集了来自世界各地170多万名志愿半岛体育官方网址入口者的数据。与此类似,Hartshorne还创建了一个名为GamesWithWords.org的网站,作为研究语言的“基于网络的研究实验室”。
杰明和哈茨霍恩都认为,让他们网站上的测试简短而吸引人很重要,以确保参与者非常喜欢参加每一项测试,从而有兴趣再参加几项,甚至转发给朋友。从本质上讲,他们想让做认知电池测试像做人们喜欢在社交媒体网站上分享的不那么科学的性格测试一样简单有趣。总共有超过300万人在这两个网站上参加了测试。
在第二组研究中,Hartshorne和Germine利用TestMyBrain.org和GamesWithWords.org收集了5个特定认知任务的大量数据样本。其中三项任务——数字符号编码、口头工作记忆和词汇量——与之前研究中使用的韦氏测试任务重叠。研究人员半岛体育官方网址入口还加入了一项广泛使用的情绪感知测试,该测试没有包括在最初的韦氏测试中。
从在线参与者收集的测试数据显示了一个非常清晰的图景,即在整个生命周期内的认知峰值,这在很大程度上与几十年前的韦氏测试的结果相同。例如,信息处理速度在生命早期达到顶峰——大约在18或19岁。短期记忆是另一项似乎在生命早期达到顶峰的技能,在35岁左右开始衰退之前,它一直提高到25岁。
另一方面,许多认知能力——词汇、数学、常识和语言理解——直到晚年才达到顶峰。
这些类型的技能可以作为结晶智力的衡量标准——这种知识、对事实的熟悉程度和来自经验的专业知识。随着年龄的增长,人们会不断学习新事物,积累新经验,因此,在生命的最初几十年之后,结晶智力会继续提高是有道理的。
Germine和Hartshorne对从数千名参与者收集的在线数据进行了分析,结果显示,以词汇技能衡量的结晶智力基本上没有一个高点——它一直持续到参与者的60多岁和70多岁。相比之下,韦氏数据显示,词汇能力在40多岁时达到顶峰。
为了确保在线收集的数据不会在某种程度上扭曲结果,杰曼和哈茨霍恩参考了另一个大型数据集——综合社会调查(General Social Survey),该数据集几十年来一直在测试人们的词汇量。有趣的是,这些数据证实,在过去的几十年里,词汇的表现确实有一个稳定的转变:与前几代人相比,最近几代人在较晚的年龄达到这项特定技能的顶峰。这可以解释为什么韦氏数据比在线样本早几十年收集,词汇量的峰值出现得更早。
Germine和Hartshorne写道:“随着从事对认知有要求的职业的成年人比例的增加,在最近的互联网样本中,表现巅峰的年龄可能会更晚,尤其是在词汇方面。”“这可能与弗林效应有关:现代人的智商稳步提高,可能是因为花在脑力活动上的时间越来越多。”
另一项随着年龄增长而提高的技能是情感感知。为了测试这种能力,研究人员要求参与者仅根据一半岛体育官方网址入口个人的眼睛照片来识别这个人的情绪。菜单为每张照片提供了潜在的选项,如恐惧、试探性或俏皮。
研究人员再次发现,40半岛体育官方网址入口多岁和50多岁的成年人的表现始终优于年轻人。有趣的是,这种能力比其他接受测试的认知技能有更长的平稳期。
Germine和Hartshorne写道:“情绪识别能力的峰值也比其他任何任务的峰值都要宽得多,这反映了在40岁到60岁之间的表现有一段相对稳定的长时间。”
为了确保研究结果的准确性,研究人员又招募了1.8万多名年龄在10岁至73岁之间的在线参与者,以证实他们的视觉和半岛体育官方网址入口口头工作记忆发现。重复实验显示出与其他实验相同的认知峰值模式。
哈茨霍恩说:“在任何给定的年龄,你在某些事情上变得更好,在其他一些事情上变得更糟,在其他一些事情上你处于一个平台期。”“可能没有一个年龄能让你在大多数事情上达到巅峰,更不用说所有事情了。”
“它描绘了一幅不同于心理学和神经科学传统描绘的我们在生命周期中变化的画面,”Germine补充道。
找到重点
另一项大型研究使用了从TestMyBrain.org收集的数据,并发表在心理科学对衰老的大脑又有了一个意想不到的好处:持续的注意力会随着时间的推移而提高,最终在45岁左右达到顶峰。
这项研究由弗吉半岛体育官方网址入口尼亚州波士顿医疗保健系统波士顿注意力与学习实验室的研究人员弗朗西斯科·c·福滕堡、约瑟夫·德古蒂斯和迈克尔·s·埃斯特曼领导,通过一项专门的任务来确定人们在专注于一项任务超过4分钟的能力上的个体差异,测试了10430名成年人的持续注意力。
德古蒂斯在一份声明中说:“虽然年轻人在处理信息的速度和灵活性方面更人,但年近中年的成年人可能最有能力保持专注。”“目前的一个假设是,与年轻人相比,中年的成年人走神更少,这导致了更好的持续注意力表现。”
研究人员解释说:“这个样本比之前所有在发育、衰老或整个生命周期中模拟持续注意力表现变化的工作都要大,这使我们能够使用分段线性回归更精确地模拟整个生命周期中表现的过渡时期。”半岛体育官方网址入口
持续的注意力,或长时间专注于一项任务的能力,是几个重要认知过程的基础,包括学习、感知和记忆。重要的是,注意力不集中会导致严重的问题,从工作困难到车祸风险的增加。但衡量个体间的注意力本身就是一个挑战;人们的注意力每时每刻都在波动,有时甚至剧烈波动。
为了准确测量一个人的整体专注能力,研究小组使用了他们开发的一种新工具:渐进持续表现任务(gradCPT)。研究人员向参与者展示了一系列由10个城市场景和10个山景组成的灰度照片。每隔800毫秒,一张照片就会逐渐过渡到下一张照片,所以当一张照片慢慢褪色时,一张新的照片就会稳定地取代它。这种效果类似于电影中的交叉渐隐过渡,一个场景慢慢地融入到下一个场景中。
2014年3月至9月,在TestMyBrain.org网站上,年龄在10岁至70岁之间的男性和女性参与者的比例几乎相等(5027名男性和5403名女性)。大多数参与者通过搜索引擎或社交媒体网站找到了该网站。参与者被告知,当他们看到城市场景时,就按空格键,但当看到山景时,就不要做出反应。
gradCPT的目标是创建一个任务,要求参与者频繁做出反应,同时认知需求相对较低。识别两个场景之间的差异很容易,但随着时间的推移,反复仔细地处理过渡变得很有挑战性。
通过分析平均反应时间、反应时间可变性、命中、失误、辨别能力和标准(在不确定情况下应对策略或意愿的衡量标准),研究人员能够梳理出持续注意力在整个生命周期中的变化。半岛体育官方网址入口从10岁到16岁,他们的反应时间和辨别能力都有很大的提高。在16岁之后,这些技能的进步就会小得多,直到43岁左右达到顶峰。
对结果的因素分析表明,随着年龄的增长,人们也开始使用不同的认知策略。年轻的人表现出更快的反应时间(由于更好的信息处理速度或更自由的反应策略),而年长的人表现出更慢、更谨慎的策略,并且有证据表明他们在错误后做出了更多的调整。
Fortenbaugh和他的同事们特别计算了人们在错误回答后放慢反应的程度。这种现象被称为“错误后减缓”,被认为反映了对错误的反应;本质上,这是一种认知上的“哎呀!我为什么要这么做?回答错误后。研究结果表明,错误后的减缓速度随着年龄的增长而持续增加(每年3.5毫秒),这表明老年人在错误后会更多地进行自我监控。
研究人员总结道:“虽然年轻人在处理信息的速度和灵活性上可能超过其他年龄段的人,老年人可能拥有关于世界的最多的知识储备,但我们发现中年人保持专注的能力最强。”半岛体育官方网址入口
幸福u型曲线
尽管随着年龄的增长,疼痛和其他缺点越来越多,但研究人员始终发现了一个幸福悖论:随着身体的衰退,幸福倾向于增加。半岛体育官方网址入口在人的一生中,这种“积极效应”遵循u型曲线——幸福在青春期后期开始达到顶峰,在中年时达到最低点,在老年时达到第二个顶峰。
根据盖洛普(Gallup) 2011年对50多万次电话采访的分析,“70多岁的人比30多岁的人更有可能拥有高度的情绪健康。”即使在控制了包括性别、种族、教育程度、婚姻状况、就业和地区位置在内的无数人口因素后,老年人的幸福感优势仍然成立。
世界各地的人都有这种幸福感u型曲线。经济学家Andrew Oswald(英国华威大学)和David G. Blanchflower(达特茅斯学院)记录了生活在70多个不同国家的50多万人的这种模式。他们的分析得出结论,从阿塞拜疆到津巴布韦,世界各地的人在老年时往往是最幸福的,无论他们的国籍是什么。
“大多数人只有在50多岁的时候才会走出低谷。但令人鼓舞的是,当你70岁的时候,如果你的身体仍然健康,那么平均来说你和20岁的人一样快乐和心理健康,”奥斯瓦尔德说。“也许意识到这种感觉在中年是完全正常的,甚至可能帮助人们更好地度过这个阶段。”
幸福u曲线的普遍性表明,衰老实际上可能在大脑中发挥积极作用。由Leanne Williams(现在斯坦福大半岛体育官方网址入口学医学院)领导的一个澳大利亚研究小组认为,神经系统的变化和生活经历的结合可以解释这一现象。Williams和同事们使用功能性磁共振成像(fMRI)来监测不同年龄段的人在观看不同面部表情照片时的情绪处理,他们发现,与年轻人相比,老年人情绪更稳定,对负面情绪刺激的反应更少。
与普遍存在的记忆力和认知完整性下降的负面刻板印象相反,威廉姆斯和同事们发现,情绪健康可能会随着正常年龄的增长而增加。
他们的研究包括242名个体(122名男性和120名女性),他们被分为四个主要年龄段:12-19岁、20-29岁、30-49岁和50-79岁。在扫描仪中,参与者被评估由面部表情中描绘的威胁和快乐情绪引起的神经激活。在向参与者展示一张人脸照片后,他们必须选择最佳选项来识别照片中显示的情绪。他们还被要求对所表现出的情绪强度进行打分,从1到5分。
脑部扫描的结果支持了对大脑衰老的积极看法:图像并没有显示出所有功能都不可避免地衰退,而是显示出情绪稳定性随着年龄的增长呈线性增加。这意味着70多岁的人最终会比大多数20多岁的人拥有更好的情感健康。
功能磁共振成像结果表明,随着人们年龄的增长,他们的大脑处理情绪刺激的方式会朝着有利于情绪稳定的方向变化。脑部扫描显示,内侧前额叶皮层(mPFC),一个涉及情绪功能管理的大脑区域,在整个生命周期中对刺激的处理方式不同,有助于老年人更好的情绪稳定。随着人们年龄的增长,与处理积极情绪相比,mPFC区域在处理消极情绪时变得越来越活跃,这表明老年人相对更善于控制他们对消极情绪的反应。
最终,威廉姆斯和他的同事们认为,随着年龄的增长,这种神经处理的结合,以及生活经验的积累,为老年人提供了适应生活的神经工具——一种年轻人只需要等待的能力。
参考文献
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Fortenbaugh, f.c., DeGutis, J., Germine, L., Wilmer, j.b., Grosso, M., Russo, K., & Esterman, M.(2015)。在一万人的样本中,整个生命周期的持续注意力:解离能力和策略。心理科学,26, 1497 - 1510。doi: 10.1177 / 0956797615594896
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