我们的大脑如何随时间老化？这不仅是人类独有的问题。一项新研究首次通过扫描清醒小鼠一生中的脑活动，发现小鼠与人脑在老化过程中呈现出惊人的相似网络变化模式。这一发现为测试抗衰老干预手段提供了强大的加速模型。
该研究于2026年3月23日发表在《美国国家科学院院刊》上，由哥伦比亚大学扎克曼研究所与得克萨斯大学达拉斯分校联合完成。
大脑网络的“模块化”衰退
无论是人脑还是鼠脑，其运作方式都类似一个高度模块化的网络系统：不同脑区形成专门化的模块，分别负责感知颜色、识别面孔、计划动作等特定功能。过去研究发现，随着人类年龄增长，这些模块之间的“专业化程度”会下降——模块间的边界变得模糊，信息交互模式出现紊乱，这与记忆衰退及其他认知功能下降密切相关。
在这项新研究中，研究团队使用功能磁共振成像技术，对82只小鼠在3至20月龄（约对应人类18至70岁）的多个时间点进行了清醒状态下的脑部扫描。小鼠的大脑体积仅为人脑的1/3000，因此研究人员动用了比临床常用机器磁场强度高三倍以上的超高场MRI设备，以捕捉精细的脑网络细节。
相似与差异：一体化与脆弱性的权衡
结果非常清晰：老年小鼠与人脑一样，经历了相同的“模块专业化”衰退过程。这提示，大脑网络的组织方式及其老化轨迹，在哺乳动物中可能具有跨物种的保守性。
但研究也揭示了关键差异：
- 人脑的模块间交互更强，整体网络更加整合——这可能正是支撑高级认知功能的神经基础；
- 然而，人脑的衰退速度比小鼠更快。研究者推测，人脑更高的整合程度，虽然赋予了更强的认知能力，但也可能使其像一台高度精密的机器，在面对系统老化时更容易出现“断联”与紊乱。
加速研究的“时间机器”
这项发现的重大转化意义在于：小鼠从“成年早期”到“老年”的跨度仅为17个月。这意味着，科学家可以在极短时间内，在小鼠身上测试基因、饮食、药物或生活方式对大脑老化轨迹的影响，而无需等待人类研究中长达数十年的观察周期。
“如果我们想了解，比如青年时期的饮食改变对老年时大脑网络的影响，在小鼠身上用不到两年就能得到答案，而在人类身上需要等待80年。”研究共同通讯作者、哥伦比亚大学Itamar Kahn教授说。
从网络层面寻找干预靶点
此前，许多针对小鼠的神经科学研究因缺乏与人类临床的相关性而受到批评——那些研究大多聚焦于细胞与分子层面的变化。而这项研究将焦点提升至脑网络水平，为在动物模型中考察“整体脑健康”提供了一个可量化的指标。
研究团队指出，下一步将扩展到不同品系的小鼠，以揭示遗传背景如何影响老化轨迹。最终，网络层面的成像指标与细胞层面的机制研究相结合，有望为延缓乃至逆转认知衰退，提供更可靠的转化路径。
核心要点
- 共享轨迹：人脑与鼠脑在老化中均出现“模块专业化”下降
- 技术突破：超高场MRI + 清醒小鼠扫描，首次实现跨物种网络比较
- 人脑脆弱性：更高的网络整合可能同时带来更强认知与更快衰退
- 加速研究：小鼠17个月走完人脑52年的老化进程，为干预测试提供“快进”模型
原始论文信息
标题：
Longitudinal awake fMRI reveals conserved aging trajectories of brain network modularity in mice and humans
作者：
Ezra Winter-Nelson, Eyal Bergmann, Micaela Y. Chan, Gabriella Vill, Liang Han, Ziwei Zhang, Alexandra Kavushansky, Irit Dolgopyat, Jad Asleh, Jennifer D. Whitesell, Itamar Kahn, Gagan S. Wig
期刊：
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
发表时间：
2026年3月23日
摘要：
本研究利用纵向清醒fMRI绘制了小鼠大脑网络在整个生命周期中的老化轨迹。作者发现，与人类一样，小鼠也表现出模块专业化程度的下降——这是认知老化的一个标志。人脑的网络整合程度高于小鼠，这可能是高级认知的基础，但也导致与年龄相关的衰退更快。该工作建立了一个转化模型，用于测试可能改变大脑老化轨迹的干预措施。