一项通过对非洲绿松石鳉鱼全生命周期进行连续追踪的研究发现,中年时期的活动与睡眠模式可精准预测个体寿命长短,并且衰老并非渐进过程,而是由数个相对稳定期被短暂快速变化期所打断的“阶段式”进程。
衰老是缓慢渐进的过程,还是突然发生的跳跃?由斯坦福大学吴蔡神经科学研究所领导、发表于《科学》杂志的一项研究给出了令人意外的答案。通过对数十只鳉鱼进行终身不间断行为监测,研究人员发现,个体在中年时期的行为差异能够预测其最终寿命,并且整个衰老过程呈现出清晰的“阶段式”结构。
一个物种的《楚门的世界》
研究团队选择了一种寿命仅为4-8个月的脊椎动物——非洲绿松石鳉鱼作为模型。尽管寿命短暂,其与人类共享复杂的脑部结构和许多生物学特征。研究人员为每一条鱼建立了独立的自动化监测系统,通过持续摄像记录其一生的每一刻。最终,他们收集了81条鱼、数十亿帧的视频数据,并从中解析出100种不同的“行为音节”(重复的运动模式)。
行为信号:寿命的早期预测器
通过回溯全生命周期的数据,研究团队发现了两个关键的预测指标:
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睡眠模式:寿命较短的鱼不仅夜间睡觉,白天也会越来越多地打盹;而寿命较长的鱼则主要遵循夜间的作息模式。
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日间活动水平:寿命更长的鱼在白天游动更活跃、速度更快。
令人惊讶的是,这些差异在鳉鱼进入中年早期(约70-100天龄) 时就已经显现。更重要的是,利用机器学习模型,研究人员仅凭数天的中年行为数据,就能相当准确地估算出该鱼的最终寿命。研究作者之一Claire Bedbrook博士总结道:“生命早期发生的行为变化,正在告诉我们未来的健康状况和寿命。”
衰老的“阶段式”架构
最颠覆性的发现来自于对行为变化模式的解析。研究显示,鳉鱼的衰老并非缓慢平稳的斜坡,而是呈现出 “平台期-快速跳变” 的模式:个体在大部分时间保持相对稳定的行为状态(可持续数周),随后在短短数天内经历一次快速转变,进入下一个稳定的行为阶段。大多数鳉鱼在其一生中会经历2到6次这样的跳跃性转变,且通常按顺序向前推进,而非来回切换。
这种模式与近年来在人类研究中观察到的现象惊人地一致——分子层面的衰老也并非匀速,而是会在中年及晚年时期出现几次明显的“波次”变化。研究人员将这种衰老模式比作“抽积木”游戏:许多块积木被抽走时,塔楼仍能保持稳定,直到某一次关键抽动引发突然的坍塌。
从鱼到人:可穿戴设备或成衰老“监视器”
尽管研究在鱼类中进行,但其对人类衰老研究具有直接启示。随着智能手表等可穿戴设备的普及,人们可以连续追踪自己的活动、睡眠等日常行为模式。如果类似的原理适用于人类,那么中年人日常习惯的细微变化,或可成为反映内在衰老进程的早期窗口。
研究团队计划进一步探索:是否能通过干预(如饮食调整或遗传操作)来改变衰老轨迹?是否能延缓或逆转不同阶段之间的快速转变?这些研究将为我们理解为何个体衰老速度差异巨大,以及如何支持更健康、更长寿的生活提供新思路。
Journal Reference:
Claire N. Bedbrook, Ravi D. Nath, Libby Zhang, Scott W. Linderman, Anne Brunet, Karl Deisseroth. Lifelong behavioral screen reveals an architecture of vertebrate aging. Science, 2026; 391 (6790) DOI: 10.1126/science.aea9795