封面故事
衰老带来的认知优势
自威廉·詹姆斯(William James)时代以来,我们在生命相对较早的时候就达到了某种认知“巅峰”的观点一直很普遍。1890年,詹姆斯写道,这位年迈的“老糊涂”无法学习新信息,甚至无法跟上对话。“道路的永恒到此为止,”詹姆斯讽刺地写道,在第一卷心理学原理。根据美国退休人员协会(AARP)在2014年进行的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,53岁时开始恶化。
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岁及以上的人口将增加约2.36亿。”
尽管流行文化可能会延续“30岁以后一切都在走下坡路”的观念,但新的研究为大脑的衰老能力描绘了一幅更加令人鼓舞的画面:在30岁之后很长一段时间里,许多认知技能并没有急剧下降,而是继续提高,有些技能在60多岁和70多岁时达到顶峰。
在某些方面,诗人亨利·沃兹沃斯·朗费罗(Henry Wadsworth Longfellow)对衰老如何有其自身优势的见解可能走在了他的时代的前面:“因为年龄是机会,并不比青春本身少,尽管穿上了另一件衣服,/当黄昏的暮色消逝/天空中布满了白天看不见的星星。”
现在,互联网使研究人员能够研究数千甚至数十万不同年龄的参与金宝搏官网登录者的认知能力。利用从数千名参与者而不是通常的几十或几百名参与者收集的数据的能力,使研究人员能够越来越准确地跟踪一生中不同认知技能的发展。金宝搏官网登录这些大规模的新研究的结果揭示了一些令人惊讶的——也许是令人振奋的——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久以后才达到顶峰。新的研究表明,认知图景中充满了不断变化的高潮和低谷,而不是简单的曲线或u形。
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,但方法上的挑战使研究人员难以追踪和区分人一生中认知技能的变化。金宝搏官网登录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最佳表现的年龄。
对于研究老年人的研究人员来说,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,只是挑战之一。金宝搏官网登录除了招募参与者的正常困难外,50多岁和60多岁的成年人通常还在工作,而70多岁和80多岁的成年人可能有行动和交通问题,这使得他们一开始就很难到达实验室。
Joshua K. Hartshorne是波士顿学院的心理学助理教授,和麦克林医院和哈佛医学院的神经科学助理教授劳拉·杰明(Laura Germine)对观察不同认知技能在整个生命周期中的变化很感兴趣。
在最初的研究中,Hartshorne和Germine重新分析了一组韦氏智商和记忆测试的旧分数,这些测试是在20世纪90年代由一群地理位置不同的成年人进行的。2450名考生的分数被分为13个年龄段,代表了16岁到89岁之间的人。这使得研究人员可以绘制出从青春期到金宝搏官网登录老年的各种认知技能(从记忆力到词汇量)的峰值。
不同认知任务的峰值比较表明,整体认知技能不存在单一的峰值;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——根据哈特霍恩的说法,这是“确凿的证据”,表明衰老的大脑并非都在走下坡路。
尽管数据很有趣,但这群参与者太小了,无法得出任何可靠的结论。20多岁和20出头的人往往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。
“普通成年人是最难获得这种研究的参与者之一,”杰明在接受《纽约时报》采访时解释说哈佛大学报》。
因此,Hartshorne和Germine转向了一个不太可能的新工具:病毒式网络测验。
Germine和哈佛大学APS研究员Ken Nakayama一起创立了TestMyBrain.org网站,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,研究人员已经从世界各地170多万志愿者那里收集金宝搏官网登录了数据。与此类似,Hartshorne创建了一个名为GamesWithWords.org的网站,作为学习语言的“基于网络的研究实验室”。
Germine和Hartshorne都认为,网站上的测试必须简短而吸引人,确保参与者非常喜欢每一个测试,以至于他们有兴趣再做几个测试,甚至转发给朋友。从本质上讲,他们想让认知电池测试变得像人们喜欢在社交媒体网站上分享的那种不太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样本数据。其中三个任务——数字符号编码、口头工作记忆和词汇——与之前研究中使用的韦氏测试中的任务重叠。研究人员金宝搏官网登录还纳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克斯勒测试中。
从在线参与者那里收集的测试数据显示了一个非常清晰的认知高峰在整个生命周期中的图像,这在很大程度上与几十年前的韦氏测试的结果模式相匹配。例如,信息处理速度在生命早期达到顶峰——大约在18岁或19岁左右。短期记忆是另一项似乎在生命早期达到顶峰的技能,在25岁之前一直在提高,然后在35岁左右开始下降。
另一方面,许多认知能力——词汇、数学、常识和语言理解——直到很晚的时候才达到顶峰。
这些类型的技能是衡量结晶智力的标准——来自经验的知识、对事实的熟悉程度和专业技能。随着年龄的增长,人们会继续学习新的东西,积累新的经验,所以在生命的最初几十年里,结晶智力会继续提高是有道理的。
杰明和哈茨霍恩对从数千名参与者那里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单一的高点——在参与者60多岁和70岁出头的时候,结晶智力一直在不断提高。相比之下,韦克斯勒的数据显示,词汇能力在40多岁时达到顶峰。
为了确保在网上收集数据不会以某种方式扭曲结果,Germine和Hartshorne咨询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,词汇量的表现确实出现了稳定的变化:与前几代人相比,最近几代人在更晚的年龄达到了这项特殊技能的顶峰。这就解释了为什么韦克斯勒的数据比在线样本早几十年收集,显示出词汇量的峰值要早得多。
杰明和哈茨霍恩写道:“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,表现最佳的年龄可能会推迟,尤其是在词汇方面。”“这可能与弗林效应有关:智商在现代稳步提高,可能是因为花在心理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绪感知。为了测试这种能力,研究人员要求参与者仅根据一金宝搏官网登录个人眼睛的照片来判断一个人的情绪。菜单为每张照片提供了一些可能的选项,如恐惧、试探性或游戏性。
研究人员再次发现,40金宝搏官网登录多岁和50多岁的成年人一直比年轻人表现得更好。有趣的是,这种能力比其他任何被测试的认知技能都有更长的平台期。
Germine和Hartshorne写道:“情绪识别能力的峰值也比任何其他任务的峰值要宽得多,这反映了40到60岁之间表现的长期相对稳定。”
为了确保他们的结果确实准确,研究人员招募了另外一大批超过1.8万名年龄在10岁到73岁之间的在线参与者,以证实金宝搏官网登录他们的视觉和言语工作记忆研究结果。重复实验显示了与其他实验相同的认知峰值模式。
“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差,在其他一些事情上你处于平台期,”哈特霍恩说。“可能没有一个年龄能让你在大多数事情上达到顶峰,更不用说所有事情了。”
Germine补充说:“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一生中变化的方式。”
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还有一个意想不到的好处:持续的注意力往往会随着时间的推移而提高,最终在45岁左右达到顶峰。
研究人员Fra金宝搏官网登录ncesca C. Fortenbaugh、Joseph DeGutis和Michael S. Esterman在VA波士顿医疗保健系统的波士顿注意力和学习实验室领导了这项研究,他们测试了10430名成年人的持续注意力,通过一项专门的任务来确定人们在4分钟内专注于一项任务的能力的个体差异。
德古蒂斯在一份声明中说:“虽然年轻人在信息处理的速度和灵活性方面表现出色,但接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,从而获得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对持续注意力表现变化进行建模的努力都要大,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期。”金宝搏官网登录
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从工作困难到车祸风险增加等一系列严重问题。但衡量个体的注意力本身就是一个挑战;注意力在每时每刻都在波动,有时甚至是剧烈波动。
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:逐渐开始的连续表现任务(gradCPT)。研究人员向参与者展示了一系列10幅城市和10幅山景的灰度照片。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,新的照片就会稳定地出现。这种效果类似于电影的交叉渐变过渡,一个场景慢慢地融入下一个场景。
2014年3月至9月,年龄在10岁至70岁之间的男性和女性参与者(5027名男性和5403名女性)在TestMyBrain.org网站上完成了gradCPT测试。大多数参与者都是通过搜索引擎或社交媒体网站找到这个网站的。参与者被告知只要看到城市场景就按空格键,但看到山景时就不做反应。
gradCPT的目标是创建一个需要参与者频繁响应而认知需求相对较低的任务。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、反应时间变异性、命中、失误、辨别能力和标准(在不确定情况下做出反应的策略或意愿的衡量标准),研究人员能够梳理出整个生命周期中持续注意力的变化。金宝搏官网登录从10岁到16岁,反应时间和辨别能力的提高都非常大。16岁以后,这些技能的增长要小得多,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。年轻人表现出更快的反应时间(由于优越的信息处理速度或更自由的反应策略),而老年人表现出更慢、更谨慎的策略,并有证据表明他们在犯错后做出了更多的调整。
Fortenbaugh和他的同事们特别计算了人们在回答错误后放慢反应速度的程度。这种现象被称为“犯错后减速”,被认为是对犯错的反应;从本质上讲,这是一种认知上的“哎呀!我为什么要这么做?在回答错误之后。研究结果表明,随着年龄的增长,犯错后慢化持续增加(每年3.5毫秒),这表明老年人在犯错后会进行更多的自我监控。
研究人员总结道:“虽然年轻人在信息处理的速度和灵活性上可能超过其他年龄段的人,老年人可能拥有最多的关于世界的知识,但我们发现中年人保持专注的能力最强。”金宝搏官网登录
幸福u型曲线
尽管衰老带来了越来越多的疼痛和其他缺点,但研究人员始终发现了一个幸福悖论:随着身体的衰退,幸福感往往会增加。金宝搏官网登录在人的一生中,这种“积极效应”遵循u形模式——幸福感在青春期后期开始达到最高点,中年时达到最低点,老年时达到第二个顶峰。
根据2011年盖洛普(Gallup)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。”即使在控制了性别、种族、教育、婚姻状况、就业和地区等众多人口因素后,老年幸福优势仍然成立。
这种幸福u型曲线出现在世界各地的人群中。经济学家安德鲁·奥斯瓦尔德(英国华威大学)和大卫·g·布兰奇弗劳尔(达特茅斯学院)在70多个不同国家的50多万人身上记录了这种模式。他们的分析得出的结论是,从阿塞拜疆到津巴布韦,世界各地的人们往往在晚年最幸福——无论他们的国籍如何。
“只有到了50多岁,大多数人才会走出低谷。但令人鼓舞的是,到你70岁的时候,如果你的身体仍然健康,那么你的平均幸福感和心理健康程度就和20岁的人一样,”奥斯瓦尔德说。“也许意识到这种感觉在中年是完全正常的,甚至可以帮助人们更好地度过这个阶段。”
幸福u型曲线的普遍性意味着,衰老实际上可能对大脑起到积极作用。由Leanne Williams(现就职于斯坦金宝搏官网登录福大学医学院)领导的一组澳大利亚研究人员认为,神经变化和生活经历的结合可以解释这种现象。威廉姆斯和他的同事们使用功能性磁共振成像(fMRI)来监测不同年龄的人在观看不同面部表情照片时的情绪处理过程,他们发现,与年轻人相比,老年人的情绪更稳定,对负面情绪刺激的反应也更少。
与普遍存在的记忆和认知完整性下降的负面刻板印象相反,威廉姆斯和他的同事发现,情绪幸福感可能会随着正常衰老而增加。
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组:12-19岁、20-29岁、30-49岁和50-79岁。在扫描仪中,参与者被评估了面部表情中所描绘的威胁和快乐情绪所引起的神经激活。在看了一张人脸照片后,参与者必须选择最佳选项来识别照片中所显示的情绪。他们还被要求用1到5的等级来评价所表现的情绪的强度。
脑部扫描的结果支持了对大脑老化的积极看法:图像显示,随着年龄的增长,情绪稳定性呈线性增长,而不是所有功能都不可避免地下降。这意味着70多岁的人最终比大多数20多岁的人体验到更好的情感健康。
fMRI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),一个参与情绪功能管理的大脑区域,在整个生命周期中处理不同的刺激,有助于老年人更好的情绪稳定性。随着年龄的增长,与处理积极情绪相比,处理消极情绪时,mPFC区域变得越来越活跃,这表明老年人相对而言更善于控制自己对消极情绪的反应。
最后,威廉姆斯和他的同事们认为,随着我们年龄的增长,这种神经处理的结合,以及生活经验的积累,为老年人提供了从容应对生活的神经工具——一种年轻人只能等待的能力。
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)。在一个10000人的样本中,整个生命周期的持续注意力:分离能力和策略。心理科学,26, 1497 - 1510。doi: 10.1177 / 0956797615594896
Hartshorne, J. K.和Germine, L. T.(2015)。认知功能什么时候达到顶峰?人一生中不同认知能力的不同步起落。心理科学,26, 433 - 443。doi: 10.1177 / 0956797614567339
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