
人类身体和大脑相对于实际年龄的衰老速度,通常需要昂贵且侵入性的临床技术进行量化,如高分辨率结构MRI、PET扫描、全基因组表观遗传甲基化测定或脑脊液生物标志物检测。这些诊断手段在资源匮乏地区或农村社区往往难以普及。然而,人类的每一次发声都精细地调动了呼吸力学、神经肌肉对声带的控制、听觉反馈回路以及高级认知和语言处理网络。近日,来自全球脑健康研究所(GBHI)和都柏林三一学院的国际科研团队开发出一种计算“语音时钟”,仅需通过简单的语音记录,即可评估生物衰老程度及痴呆风险。 研究发表于《Science Advances》,该研究定义的“语音年龄差”(speech age gap)不仅是神经退行性变的指标,还反映了表观遗传衰老及环境逆境的累积效应。该研究对拉丁美洲五个国家的2,928名西班牙语参与者进行了评估,涵盖了认知健康的老年人、轻度认知障碍(MCI)患者以及阿尔茨海默病(AD)或额颞叶痴呆(FTD)患者,弥补了痴呆研究领域长期以来对高收入国家人群的过度依赖。 研究人员利用机器学习架构,从声学动态(如基频、语速、停顿长度、情感调制)和语言结构(如词汇丰富度、语义连贯性、句法复杂性)两方面提取了数百个参数,构建出复合指标以估算个体生物学年龄。结果显示,“语音年龄差”与多种生理领域表现出广泛的收敛性: 1. 神经与认知关联:语音年龄差距越大,MRI影像显示的脑萎缩越明显,且与皮质变薄及功能连接受损密切相关。此外,语音时钟还能反映执行功能受损、工作记忆缺陷及日常生活自理能力的下降。 2. 分子与表观遗传标记:语音年龄差不仅与三个独立的表观遗传DNA甲基化时钟追踪的生物年龄同步,还在阿尔茨海默病患者中与高水平的p-tau217(一种高度敏感的AD病理液体生物标志物)相关联。 3. 社会决定因素:研究发现,终身社会逆境(如受教育程度低、食物匮乏、医疗资源获取受限及经济状况不稳定)显著加速了语音衰老进程,揭示了“社会暴露组”对语音模式的深刻印记。 尽管该技术目前仍处于研究框架阶段,但其作为一种非侵入性、低成本且可扩展的工具,在未来大规模监控健康衰老及预测认知衰退方面展现出巨大潜力。研究人员强调,后续亟需开展前瞻性纵向研究,以验证该语音模型在症状出现前预测未来认知下降的有效性。
Journal Reference: Science Advances, 2024. Lead author: Agustín Ibáñez, Global Brain Health Institute (GBHI) and Trinity College Dublin.
- Media Contact: Thomas Deane
- Source: TCD
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- Original Research is Open Access: Science Advances (Sept 30, 2026). “Speech clocks decode dementia phenotypes, social exposome, and biological aging.” Authors: Hernan Hernandez, Lizeth Katherine Pedraza, Hernando Santamaria-Garcia, Sebastian Moguilner, Agustina Legaz, Pavel Prado, Jhosmary Cuadros, Lucía Amoruso, Liset Gonzalez, Damián Dellavale, Juan Pablo Espinoza–Puelles, Javier Palma Espinosa, Cecilia Jarne, Fabio Mattiussi, Matías Caccia, Alejandro Sosa Welford, Nicolás Pelella, Jeremías Inchauspe, Franco J. Ferrante, Gonzalo Pérez, Marcelo Adrián Maito, Guido Rocatti, Maria Eugenia Godoy, Joaquin Migeot, Paulina Orellana, Ariel Caviedes, Martin Bruno, Leonel Takada, Andrea Slachevsky, Maria I. Behrens, Bárbara Bruna, David Aguillon, Lina Zapata, Jose Alberto Avila-Funes, Nilton Custodio, Bruce Miller, Maria Luisa Gorno-Tempini, Stefanie Pina Escudero, Pablo Reyes, Kun Hu, Maira Okada de Oliveira, Carlos Coronel-Oliveros, Josephine Cruzat, Juan Felipe Cardona, Michael Corley, Irene B. Meier, Vaibhav A. Narayan, Enzo Tagliazucchi, Sandra Baez, Claudia Duran-Aniotz, Adolfo M. García, and Agustin Ibanez.
- DOI: 10.1126/sciadv.aef9864
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