參加長壽醫學的會議,聽到關於「生物年齡」(Biological Age)的研究與檢測方法,例如 GrimAge、DunedinPACE 等。
我們熟悉的年齡,是從出生開始計算的實際年齡(Chronological Age)。即使是相同年齡的人,身體器官的功能、代謝狀態及老化速度,也常不相同。
因此,近年科學家開始利用DNA甲基化、蛋白質體學及人工智慧等技術,建立不同的生物年齡模型。有些著重疾病風險預測,有些評估器官老化特徵,也有些嘗試推估身體的老化速度。就算是同一個人,不同器官的老化速度也可能是不同的。
其中,讓我特別感興趣的是:大腦是否也有自己的生物年齡?除了認知功能測驗,我們還能如何客觀評估大腦的老化狀況?
【什麼是腦年齡(Brain Age)?】
隨著年齡增加,大腦會逐漸出現一些結構及功能變化,例如:
✔︎ 大腦灰質體積減少、皮質厚度變薄
✔︎ 海馬迴等特定腦區的體積改變
✔︎ 白質微結構完整性下降
✔︎ 神經網絡的功能連結發生變化
科學家利用大量健康受試者的腦部影像,透過機器學習,建立不同年齡的大腦特徵模型,再用來預測個人的腦年齡。
例如,一位實際年齡60歲的人,MRI預測的腦年齡是68歲,兩者相差8歲,稱為腦年齡差距(Brain Age Gap, BAG)。
BAG = 預測腦年齡 − 實際年齡
正值代表大腦呈現較同齡參考族群年老的影像特徵,負值則相反。
不過,這不代表大腦真的多老化了8年,更不代表已經罹患失智症。
因為腦年齡是一種統計模型的估計,會受到模型訓練族群、影像品質、掃描參數及預測誤差等因素影響。
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【科學文獻有哪些腦年齡評估方法?】
● 1. 結構性MRI結合人工智慧
這是目前研究最多的腦年齡評估方法。
主要使用T1-weighted MRI,分析灰質與白質體積、皮質厚度、腦區體積及腦室大小等特徵,再由AI建立年齡預測模型。
✔︎ 優點:能客觀量化腦部結構,研究資料相對豐富,也可以結合海馬迴萎縮等指標評估。
✔︎ 限制:腦部結構不完全等於神經功能,不同模型也可能得到不同結果,目前仍缺乏統一的臨床判讀標準。
● 2. 擴散MRI與功能性MRI(DTI、fMRI)
DTI透過水分子擴散特徵,間接評估白質微結構。
fMRI則利用血氧濃度相關訊號,分析不同腦區之間的功能連結。
✔︎ 優點:可以補充傳統MRI不容易呈現的白質微結構與神經網絡變化。
✔︎ 限制:容易受到掃描參數、頭部移動及生理狀態影響,分析方法較複雜,目前仍以研究應用為主。
● 3. 腦波檢查(EEG)
腦波反映大腦神經活動的電生理特徵。
研究人員可以利用腦波頻譜、睡眠腦波等資訊,建立腦年齡指數(Brain Age Index)。
✔︎ 優點:可從神經生理活動角度評估大腦,不需要進行MRI。
✔︎ 限制:腦波容易受到睡眠狀態、藥物等因素影響,尚未建立普遍適用的臨床標準。
● 4. 血液蛋白質體學(Plasma Proteomics)
這是近年長壽醫學相當受到關注的研究方向。
透過分析血液中數千種蛋白質,研究人員可以辨識與不同器官相關的蛋白質表現模式,進一步建立器官特異性的生物年齡模型。
2025年發表於《Nature Medicine》的研究,分析44,498人的血漿蛋白質資料,估算包括大腦在內的11種器官生物年齡。
研究發現,被模型分類為大腦顯著老化的族群,未來發生阿茲海默症的風險較高(HR約3.1)。
✔︎ 優點:透過抽血即可研究器官的分子老化特徵,並具有疾病風險預測的潛力。
✔︎ 限制:血液蛋白質並不完全代表腦組織的實際功能,目前仍需要更多臨床驗證。
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【從腦年齡到老化速度:DunedinPACNI的新觀念】
除了推估大腦看起來幾歲,近年研究也開始嘗試回答另一個問題:
能不能從一次檢查,推估一個人的生物老化速度(Pace of Aging)?
2025年發表於《Nature Aging》的研究,提出一項新的MRI生物標記:DunedinPACNI(Dunedin Pace of Aging Calculated from NeuroImaging)。
這項研究源自紐西蘭的Dunedin Study。
研究團隊從受試者26歲開始,於26、32、38及45歲時,反覆追蹤19項與心血管、代謝、腎臟、免疫、肺部及牙周健康相關的生理指標,建立反映全身生物老化速度的模型。
接著,研究人員利用860名45歲受試者的單次腦部MRI,分析315項腦結構特徵,包括皮質厚度、表面積、灰質體積等,訓練AI推估上述長期老化速度。
這和傳統腦年齡模型有一個重要差異:
● 傳統Brain Age: 主要根據影像特徵預測實際年齡,觀察大腦是否呈現較同齡者年老的特徵。
● DunedinPACNI: 利用腦部MRI推估過去長期追蹤所建立的全身生物老化速度。
研究進一步在不同資料庫進行驗證,發現DunedinPACNI較高,與認知功能較差、後續腦萎縮較快、身體衰弱及未來疾病風險有關。
而且,DunedinPACNI的統計關聯強度與傳統Brain Age Gap相近,甚至更高。
不過需要特別注意:DunedinPACNI估算的是與全身生物老化速度相關的影像特徵,並不是直接測量腦神經細胞每年老化多少,也還不能用來證明某項抗老化治療能讓老化速度減慢。
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【腦年齡與腦健康,是同一件事嗎?】
其實不是。
腦年齡是描述大腦某些影像或生物特徵與年齡的關係,而腦健康(Brain Health)是更全面的概念。
在神經內科臨床上,我們通常會從幾個不同層面評估:
● 認知功能
透過MoCA、MMSE等認知相關測驗,評估記憶力、注意力、執行功能及資訊處理速度等。
● 腦部結構與腦血管健康
透過MRI評估海馬迴萎縮、皮質變化、白質高訊號、腦小血管疾病及其他結構異常。
● 神經退化相關生物標記
例如Aβ42/40、p-tau217、Neurofilament Light Chain(NfL)等。
這些指標可在適當臨床情境下,協助評估阿茲海默症相關病理或神經軸突損傷,但並不是一般性的腦年齡檢測。
● 代謝與生理功能
血糖、血脂、血壓、睡眠、營養狀態及身體活動,都與長期腦健康有關。
此外,粒線體功能、氧化壓力、神經發炎及細胞能量代謝,也參與腦老化與神經退化的病理機轉。可以從功能醫學的相關檢測來評估。
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【檢查腦年齡之後,臨床上能做什麼?】
這是我認為最值得思考的問題。
假設一位60歲的人,測出腦年齡是70歲,是否代表應該立即接受藥物等治療?
目前還不能只看這個數字來決定。
臨床上仍需要結合:
✔︎ 認知功能是否已出現客觀下降
✔︎ MRI是否存在特定腦區萎縮、白質病變或其他異常
✔︎ 是否有高血壓、糖尿病、血脂異常等腦血管危險因子
✔︎ 是否有睡眠障礙、營養缺乏或其他可改善的健康問題
如果已經出現認知障礙,就需要依照臨床表現確認可能病因。
而對於尚未出現明顯症狀的人,或是想從預防做起維持腦健康,則更值得從可修正的危險因子著手,進行個人化預防與長期追蹤。
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【結語:測量老化,更重要的是了解如何延緩老化】
長壽醫學的核心,不只是延長壽命,更重要的是延長健康餘命(Healthspan),讓我們在年長之後,仍能維持良好的身體功能、認知能力及生活品質。
從傳統Brain Age到DunedinPACNI,可以看出老化研究正在逐漸從「估計生物年齡」,走向「了解老化速度及未來健康風險」。
但從臨床及預防醫學的角度,我更關心的是:
除了知道大腦看起來幾歲,我們能否找出正在影響腦健康的因素?又能否透過適當的介入,真正減緩認知功能的退化?
目前已有研究支持規律運動、心血管危險因子管理,以及多面向生活型態介入對認知健康的益處。健康的生活型態永遠是最重要的基礎。
對我來說,生物年齡檢測真正的價值,不是得到一個比較年輕的數字,而是能否幫助我們及早辨識風險、找到可以介入的方向,並持續維持良好的身體與認知功能。