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老年大脑仍然保持着出色的语言处理网络

核心要点:

  • 在语言处理网络中,年轻组(17–39岁)与年长组(41–80岁)的大脑活动几乎完全一致。
  • 控制工作记忆等执行控制任务的“多重需求网络”(Multiple Demand Network),在年长者中表现出显著降低的同步性和较弱的激活度。
  • 语言能力通常随年龄增加而保持稳定甚至有所提升,因为年长者在生命历程中不断扩充词汇量——其运作机制非常类似于在更多数据上持续训练的大语言模型(LLM)。
来源:麻省理工学院(MIT)

随着人类年龄的增长,许多认知功能会自然下降。脑部扫描一致显示,负责执行功能、工作记忆和问题解决的神经网络会出现与年龄相关的衰退。然而,在语言方面,衰老的大脑却展现出了截然不同且极具韧性的面貌。

除非患有中风或痴呆等神经系统疾病,大多数年长者都能保持出色的语言能力。事实上,许多人随着岁月积累了更丰富的词汇量,语言能力反而得到了进一步提升。

一项最新发表的脑成像研究——由麻省理工学院(MIT)和波士顿大学的科研人员合作完成——终于揭示了这一现象背后的神经机制。

通过对比年长者和年轻人的大脑,科学家们发现,随着年龄增长,大脑语言处理网络中的活动表现出极高的稳定性。在执行语言任务时,年长者展示出的神经激活模式与年轻人几乎完全相同。

该研究的第一作者、现哈佛大学博士后安妮·比洛(Anne Billot)表示:“在语言网络中,我们找不到年长组和年轻组之间的任何差异。相比之下,执行系统在几乎所有指标上都出现了衰退——年长者的网络同步性下降,激活范围变小,激活强度也随之降低。”

研究团队将参与者分为两个群体:年轻组(17–39岁)和年长组(41–80岁)。参与者完成了精心设计的任务,以区分两个独立的大脑系统:“多重需求网络”(负责灵活的问题解决和执行控制)以及语言网络。

为了触发多重需求网络,参与者执行了一项空间记忆任务——记住网格中方块的位置。正如预期的那样,与年轻参与者相比,年长者在这些额叶和顶叶脑区表现出更弱、同步性更差的激活。

然而,当受试者通过听故事和阅读句子来触发语言网络时,结果却大不相同。无论是年轻组还是年长组,都展现出了相同水平的空间分布和神经活动。当遇到不寻常的语法或生疏的词汇时,两组人群均表现出相同的敏感性激增和显著增强的神经响应。

麻省理工学院脑与认知科学副教授、研究的高级共同作者埃维莉娜·费多连科(Evelina Fedorenko)解释道:“我们此前曾使用类似的材料证明,年轻人对这些语言难题节点具有很强的敏感性:语言区域的活动会上升。而在此项研究中,我们发现年长者同样具备这种敏感性,这表明他们处理语言的方式在本质上并无二致。”

与作为灵活、通用资源且易受衰老影响的多重需求网络不同,语言网络专注于积累知识。

费多连科指出:“只要研究人员一直在测量,词汇量就会随年龄增长而不断增加,这是符合逻辑的。人们接触到的语言越来越多,有些年长者阅读量也会变大,从而获得额外的提升——这就像一个在越来越多数据上训练的大语言模型。”

这些研究结果表明,大脑中高度专门化的区域从本质上得到了保护,能够抵御衰老的正常磨损,从而在我们的整个生命周期中完好地保留有效的沟通能力。

 
  • 原研究论文:开放获取论文,《Preserved topography, lateralization, selectivity, and functional connectivity of the language network in older brains》(衰老大脑中语言网络的拓扑结构、侧向化、选择性及功能连接度的保留),作者:Anne Billot, Niharika Jhingan, Swathi Kiran, Evelina Fedorenko 等。发表于《自然-通讯》(Nature Communications),2026年8月24日。

(责任编辑:泉水)