撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

隨著年齡增長，患上諸如癌癥、心血管疾病以及癡呆癥等嚴重疾病的風(fēng)險會大幅上升。隨著全球范圍內(nèi)的人類老齡化，更好地理解貫穿一生的衰老過程變得愈發(fā)緊迫。

對個體從出生到衰老相關(guān)死亡進行持續(xù)觀察，可為我們帶來對衰老這一動態(tài)過程的根本見解，然而，脊椎動物的衰老時間跨度很長，往往難以對脊椎動物進行貫穿一生的持續(xù)性觀察。

2026 年 3 月 12 日，“光遺傳學(xué)之父”、斯坦福大學(xué)Karl Deisseroth教授在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Science上發(fā)表了題為：Lifelong behavioral screen reveals an architecture of vertebrate aging 的研究論文。

該研究追蹤了模式生物非洲青鳉魚從青春期到死亡的整個過程，結(jié)果表明，睡眠模式和活動水平能夠預(yù)測壽命長短——清醒時更活躍者相比懶散者往往活得更久，將睡眠時間限制在晚間者也比那些白天多睡者活得更久。

這項研究提示了我們，在生命早期的行為也能預(yù)測未來壽命，在疾病出現(xiàn)跡象之前很久，就可能估算出衰老的發(fā)展情況。

在人類以及其他動物中，衰老是一個由遺傳因素和環(huán)境因素共同塑造的復(fù)雜過程。該論文的通訊作者、斯坦福大學(xué)的Karl Deisseroth教授表示，行為是理解衰老的一個便捷途徑，因為它能讓我們了解動物的內(nèi)部狀態(tài)。這是一種深入了解大腦的非常有力的方式，然而，我們對于行為、衰老以及壽命之間的關(guān)聯(lián)仍知之甚少，因為追蹤動物一生中的每一個動作，顯然是一項巨大挑戰(zhàn)。

為了填補這一空白，研究團隊將目光投向了非洲青鳉魚（

Nothobranchius furzeri

研究團隊使用攝像機對 81 條非洲青鳉魚從青春期到死亡的全過程進行了追蹤，每天 24 小時不間斷地記錄它們的每一個動作。研究團隊還構(gòu)建了一個機器學(xué)習(xí)模型，以識別它們的各種行為特征中的模式，例如游動情況、速度和休息情況。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，這些魚在 100 天時（青年時期），那些最終壽命相對較長的魚平均而言比那些壽命較短的魚更活躍、更有力、游動速度也更快。那些最終活了超過 200 天的長壽魚往往在夜間睡眠更多，而那些未能長壽的魚則常常在白天打盹。

長壽魚和短壽魚的活動和睡眠模式的差異如此顯著，以至于研究團隊能夠利用這些差異構(gòu)建出“行為時鐘”，從而在它們年輕時就預(yù)測其未來壽命。研究團隊還發(fā)現(xiàn)，這些魚在特定年齡時會經(jīng)歷快速的行為變化（例如夜間睡眠量突然減少），而不是在很長的一段時間內(nèi)逐漸變化，在僅持續(xù)數(shù)天的行為變化期之后，它們會進入一個穩(wěn)定行為期。

此外，研究團隊還追蹤了八種器官的分子水平的變化情況，他們發(fā)現(xiàn)，肝臟在短壽魚和長壽魚之間表現(xiàn)出最大的分子差異。例如，與長壽魚相比，短壽魚肝臟中參與蛋白質(zhì)合成和細胞維護的基因更為活躍。這些發(fā)現(xiàn)與在其他物種的衰老研究中所觀察到的情況相呼應(yīng)。

這項研究中開創(chuàng)整個生命周期的行為研究方法，還可以應(yīng)用于其他動物甚至人類，盡管人類壽命太長，無法在整個生命周期內(nèi)持續(xù)追蹤，但可通過可穿戴技術(shù)（例如智能手表、智能手機）獲取部分行為數(shù)據(jù)。

最后，Karl Deisseroth教授表示，這項研究尚未探究活動、睡眠與壽命之間的因果關(guān)系，但研究結(jié)果暗示某些生命階段（例如中年之前）可能是引入行為改變的時機。進一步探究衰老過程中大腦與行為之間的聯(lián)系，將是一個引人入勝的基礎(chǔ)科學(xué)問題。

總的來說，該研究設(shè)計并構(gòu)建了一個平臺，能夠持續(xù)追蹤從青春期到死亡的整個生命周期中的自然行為，從而實現(xiàn)對脊椎動物衰老過程的高分辨率無偏篩選?；谠撈脚_，研究團隊發(fā)現(xiàn)，動物行為可以成為衰老過程的極具信息量且無創(chuàng)的檢測指標，并且脊椎動物在成年期會按有序的穩(wěn)定且模式化的行為階段發(fā)展。該研究所描述的生命周期架構(gòu)有助于增進我們對衰老的基本理解，可能為人類衰老以及衰老相關(guān)疾病的靶向機制和治療提供支持。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea9795