这项发表在Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association上的研究，对印度各地社区459名60岁及以上的成年人进行了脑部成像和认知测试。该研究是首批在低收入和中等收入国家的社区人群中调查浅表白质的研究之一。
大脑的局部通信网络
浅表白质在大脑外部的灰质下方形成了一层薄薄的神经纤维层。这些短而弯曲的纤维连接着大脑皮层附近的区域，使它们能够交换信息。它们可以被看作是连接大脑相邻区域的局部道路。
灰质发挥着不同的作用。它包含许多负责处理信息的神经细胞。灰质及其正下方的白质共同构成了紧密相连的系统，两者可能共同影响认知健康。
“灰质和浅表白质在物理位置上很接近，但可能发挥着不同的作用：灰质处理信息，而浅表白质帮助附近的大脑区域进行通信，”该研究的第一作者、Stevens INI博士后研究员Yingxu Liu博士说。“我们的研究结果表明，认知健康不仅取决于保留了多少灰质，还取决于连接灰质的神经连线的状况。”
测量大脑隐藏的神经连线
为了研究这些局部连接，研究人员使用了一种先进的弥散磁共振成像（diffusion MRI）技术。这种成像技术追踪水分子在脑组织中的运动，使科学家能够检查传统脑部扫描可能无法揭示的微观特征。
研究人员重点关注了与神经突密度以及这些结构周围自由移动的水分子数量相关的测量指标。神经突是神经细胞用来发送和接收信号的小突起。神经突密度降低或自由水增加，可能表明组织受损或破坏，这与髓鞘脱失、炎症或肿胀等过程有关。
参与者还接受了涵盖认知多个领域的评估，包括语言、记忆、执行功能和视觉空间能力。
浅表白质健康与认知表现之间最一致的联系涉及语言能力。浅表白质较健康的人在语言测试中往往表现更好。最强的相关性出现在大脑的额颞区，该区域涉及识别词语、流利说话以及暂时记住语言信息等功能。
健康的神经连线可能缓冲灰质流失
灰质萎缩的测量指标仍然是认知能力最强的整体预测因素。然而，研究人员发现，灰质流失的影响似乎因附近浅表白质的健康状况而异。
当这些局部连接的完整性较差时，灰质流失与语言表现受损及更广泛的认知困难之间的相关性更强。当浅表白质较健康时，灰质流失与认知能力下降之间的联系则较弱。
这提出了一种可能性，即大脑局部神经连线的状况可能有助于解释为什么灰质流失量相似的两个人不一定会经历相同程度的认知衰退。
“研究结果表明，浅表白质可能是大脑韧性的一种来源，”Stevens INI研究神经病学助理教授、该研究的资深作者Leon Aksman博士说。“如果灰质周围的局部连接健康状况不同，灰质流失程度相似的两个人可能不会经历相同的认知影响。随着时间的推移对参与者进行随访，对于测试保留这些连接是否有助于维持认知至关重要。”
将大脑衰老研究扩展到典型人群之外
研究人员从印度纵向老龄化研究痴呆症协调诊断评估（Harmonized Diagnostic Assessment of Dementia for the Longitudinal Aging Study in India，简称LASI-DAD）中提取了数据。在更大的LASI-DAD人群中，超过一半的人识字率较低，约60%的人生活在农村社区。
具有这些特征的人群在历史上的脑成像研究中一直代表性不足，这使得这项研究成为在更广泛的社会、教育和地理背景下检查认知衰老的机会。
在这项分析中，浅表白质与语言能力之间的相关性在无法阅读或阅读错误的人群、未接受过正规教育的人群以及居住在农村地区的参与者中更为显著。
研究人员强调，这些结果并不能证明这些社会因素导致了脑组织的变化。相反，他们认为大脑衰老可能是由一生中各种经历的复杂组合塑造的，包括教育、社会环境、健康状况和环境暴露。
科学家仍需了解的内容
由于参与者仅在一个时间点接受了检查，该研究无法确定哪种大脑变化最先发生。研究人员目前尚不清楚浅表白质的恶化是始于灰质流失之前，还是与灰质流失同时发生，抑或先于可测量的认知衰退。
将需要随着人们衰老进行随访的长期研究来阐明这些关系。未来的研究还将调查血管健康、炎症、阿尔茨海默病相关蛋白以及其他生物学因素如何与灰质和白质的变化相互作用。
“要更全面地了解大脑衰老，需要能够反映世界社会、文化和地理多样性的研究，”Stevens INI主任、南加州大学教务长教授Arthur W. Toga博士说。“通过研究代表性不足的人群并不仅仅关注灰质，这项工作使我们更接近于确定可能在生命周期中保护认知的生物学和社会因素。”
除了Liu和Aksman，该研究的作者还包括Kirsten M. Lynch、Miguel Arce Rentería、Emma Nichols、Alden L. Gross、Lindsay C. Kobayashi、Neda Jahanshad、John P. John、Harshita V. Vishwakarma、Pranali Khobragade、Joyita Banerjee、Niranjan Khandelwal、Jyoti Dangwal、Sudhir Saxena、Nirod Medhi、Soumik Das、Prudhvinath Reddy、Pratyaksha Rana、Arjun Narula、Saravanan Kannan、Dinesh Patel、A. B. Dey、Sharmistha Dey和Jinkook Lee。
该研究得到了美国国家老龄化研究所（R01AG080473, RF1AG087965, RF1AG088003, R01AG087513）、美国国家心理健康研究所（R01MH134004）、美国国家神经疾病和中风研究所（RF1NS136995）以及美国国立卫生研究院院长办公室（S10OD032285）的支持。