1979年,心理学家艾伦·兰格(Ellen Langer)和她的学生仔细翻修了新罕布夏州彼得伯勒(Peterborough)的一座旧修道院,使其看起来像20年前就存在的地方。兰格写道,他们邀请了一群70多岁和80岁出头的老年男子与他们共度一周,并像1959年那样生活。“那个时候,一台IBM电脑挤满了整个房间,连裤袜刚刚被介绍给美国女性。”她的想法是让这些男性,至少在他们的头脑中,回到他们更年轻、更健康的时期-并看看这是否会产生生理后果。
兰格和她的学生每天都与这些人会面,讨论“时事”。他们谈到了美国的第一次卫星发射,菲德尔·卡斯特罗在古巴游行后进入哈瓦那,巴尔的摩小马队赢得了NFL锦标赛。他们讨论了“当前”的书籍:伊恩·弗莱明(Ian Fleming)的“金手指”和利昂·乌里斯(Leon Uris)的“出埃及记”。他们在黑白电视上看了埃德·沙利文、杰克·本尼和杰基·格里森,在收音机里听了纳特·金·科尔的节目,还看了玛丽莲·梦露在《Some Like It热点》中的表演。一切都把这些人带回了1959年。
当兰格在过去一周的感官和专注的沉浸后研究这些人时,她发现他们的记忆力、视力、听力甚至体力都有所改善。她将这些特征与对照组男性的特征进行了比较,后者也在静修中呆了一周。然而,对照组被告知这项实验是关于回忆的。他们没有被告知要像1959年那样生活。第一组,在非常客观的意义上,似乎更年轻。现在是哈佛大学心理学教授的兰格说,研究小组在实验前后给这些人拍了照片,对这项研究一无所知的人说,这些人在事后的照片中看起来更年轻。
兰格的实验是一个诱人的证据,表明我们根据出生日期计算的实际年龄是一个误导性的衰老指标。当然,兰格是在研究思想在我们感觉和行为上的作用。自从她的研究以来,其他人对衰老的身体采取了更客观的看法。目标是确定一个人的“生物年龄”,这个术语的目的是捕捉身体随着时间的发展和衰退的生理过程,并以合理的准确性预测疾病和死亡的风险。随着科学家们努力确定一个人的生物年龄,他们了解到器官和组织的年龄往往不同,因此很难将生物年龄减少到一个数字。他们还发现了一项与兰格的工作相呼应的发现。我们感觉自己多大了--我们的主观年龄--会影响我们的年龄。就年龄而言,撕下日历的那几页并不能说明全部情况。
虽然我们直观地知道变老意味着什么,但对衰老的准确定义并不容易。1956年,英国老年学家和作家亚历克斯·康韦(后来因撰写《性爱的快乐》而闻名)令人难忘地将衰老定义为“生存能力的下降和脆弱的增加。”他写道,任何特定的个体都会死于“随机分布的原因”。进化生物学家认为,衰老会降低我们的生存和繁殖能力,因为它是“内部生理恶化”。反过来,这种恶化可以从细胞功能的角度来理解:器官中的细胞越老,它们就越有可能停止分裂和死亡,或者产生导致癌症的突变。这使我们产生这样的想法,即我们的身体可能有一个真正的生物学年龄。
然而,确定这一年龄的道路并不是一帆风顺的。一种方法是寻找所谓的衰老生物标志物,这是一种在身体内正在发生变化的东西,可以用来预测被年龄相关疾病袭击的可能性或一个人还能活多久。一组明显的生物标志物可能是血压或体重等属性。随着身体年龄的增长,两者都有上升的趋势。但他们并不可靠。血压可能会受到药物的影响,体重取决于生活方式和饮食,而且有些人肯定不会随着年龄的增长而增加体重。
就年龄而言,撕下日历的那几页并不能说明全部情况。
在20世纪90年代,一个很有前途的生物标志物脱颖而出:被称为端粒的DNA片段。它们出现在染色体的末端,作为保护染色体免受磨损的帽子。端粒经常被比作保护鞋带的塑料头。事实证明,细胞每分裂一次,端粒本身就变得越来越短。当端粒缩短超过一个点时,细胞就会死亡。端粒长度与健康以及癌症和动脉粥样硬化等疾病有着密切的关系。
但是,尽管有一系列研究试图找到这种联系,但很难将端粒作为准确的衰老生物标志物。2013年,匹兹堡大学老龄化与人口健康中心主任安妮·纽曼(Anne Newman)和她的学生杰森·桑德斯(Jason Sanders)回顾了现有的关于端粒的文献,并得出结论:“如果端粒长度是人类衰老的一个生物标记物,那么它就是一个预测准确性很差的弱生物标记物。”
“20年前,人们对端粒长度实际上可以解释衰老寄予厚望,就像生物衰老一样。加州大学洛杉矶分校的遗传学家和生物统计学家史蒂夫·霍瓦特(Steve Horvath)说:“人们曾希望这将是衰老的根本原因。”“现在我们知道事实并非如此。在过去的10到15年里,人们意识到一定有其他机制在衰老中起着重要作用。“。
人们的注意力转向了体内干细胞耗尽的速度,或者线粒体(我们细胞内产生细胞功能所需能量的细胞器)的功效。霍瓦斯仔细搜索数据,寻找可靠的标记,例如,查看基因表达水平,以寻找与衰老有任何强相关性。他什么也没找到。
但这并不意味着没有可靠的生物标志物。霍瓦特一直在刻意回避一组数据。这与DNA甲基化有关,这是细胞用来关闭基因的一个过程。甲基化主要包括在胞嘧啶上添加所谓的甲基,胞嘧啶是构成DNA链的四个主要碱基之一。因为DNA甲基化不会改变核心遗传序列,而是在外部改变基因的表达,所以这个过程被称为表观遗传学。
霍瓦斯认为表观遗传学与衰老没有任何关系。他说:“我的数据放在那里,我不会真的去碰它们,因为我认为这些数据无论如何都没有意义。”
但在2009年的某个时候,霍瓦特做出了让步,分析了人类基因组上27,000个位置的甲基化水平数据集--他说,这项分析“一小时就能完成”。在他分析基因组数据集的10年里,没有任何东西让他为结果做好准备。“我从来没有见过这样的事情,”他说。“这是陈词滥调,但它确实是确凿的证据。”
因为他们的思想被带回了年轻的时候,他们的身体也回到了过去。
经过几年的“劳动密集型”工作,霍瓦特确定了人类基因组上的353个特殊位点,这些位点存在于每个组织和器官的细胞中。霍瓦斯开发了一种算法,使用这353个位点的甲基化水平-无论细胞类型-来建立表观遗传学时钟。他的算法考虑到,在这353个位点中的一些,甲基化水平随着年龄的增长而下降,而在另一些位点,甲基化水平则上升。
2013年,霍瓦特发表了他对51种健康组织和细胞的8000个样本的分析结果,结论令人震惊。当他根据353个位点的甲基化水平的加权平均值计算出一个人的生物年龄的单个数字时,他发现这个数字与这个人的实际年龄有很好的相关性(50%的人相差不到3.6岁-这比任何其他生物标志物获得的相关性都要好得多)。他还发现,对于中年人和老年人来说,表观遗传时钟开始减慢或加快-提供了一种方式来判断某人的衰老速度是快于日历显示的速度还是慢于日历显示的速度。
尽管有这种相关性,霍瓦特说,生物学年龄,而不是全身,更适用于特定的组织和器官,无论是骨骼、血液、心脏、肺、肌肉,甚至是大脑。生物学年龄和实际年龄之间的差异可以是负的、零的或正的。负偏差表示组织或器官比预期年轻;零表示组织正常老化;正偏差表示组织或器官更老。数据显示,不同的组织可以不同的速度老化。
一般说来,疾病加快了表观遗传时钟,这在唐氏综合症患者或感染艾滋病毒的患者中尤为明显。在这两种情况下,组织往往比正常情况下老化得更快。例如,那些感染艾滋病病毒的人的血液和脑组织显示出加速衰老的迹象。肥胖会导致肝脏衰老更快。对死于阿尔茨海默氏病的人的研究表明,前额叶皮质经历了加速老化。霍瓦斯还分析了6000个癌症组织样本,发现在这种情况下,表观遗传时钟的滴答速度要快得多,表明组织的老化时间明显超过了实际年龄。
尽管有如此丰富的数据,我们对甲基化标记和生物年龄之间的这种惊人的相关性的理解仍然存在一个巨大的漏洞。“表观遗传时钟最大的弱点是我们不了解它背后的确切分子机制,”Horvath说。他的推测--他强调这只是猜测--是表观遗传时钟与他所说的“表观遗传维持系统”有关,即维持表观基因组并保护其免受损害的分子和酶过程。“我觉得这些标记物是这种机制的足迹,”霍瓦特说。但是“为什么它这么准确呢?与之相关的路径是什么?这是目前最大的挑战。“他补充道。
即使没有确切地了解它是如何起作用的,表观遗传时钟也给了研究人员一个工具,来测试潜在地可以延缓衰老的抗衰老干预的有效性。霍瓦斯说:“如果能开发出一种能让我们重置表观遗传时钟的疗法,那将是非常令人兴奋的。”
当霍瓦特在考虑荷尔蒙治疗的时候,兰格在新罕布夏州修道院与年长的男性一起进行的研究表明,我们可以利用思想的力量来影响身体。兰格在1979年没有在科学期刊上发表她的研究结果。当时,她没有资源为领先的期刊做深入的研究。兰格说:“当你在五天的时间里打禅时,很难控制一切。”“此外,我也没有资金来组建一个度假控制小组。我本可以在一本二流期刊上发表它,但我看不出有什么意义。我想把这些信息传出去,我首先把它写进了牛津大学出版社的一本书里,所以它得到了评论。“。
此外,她关于精神和身体是一体的论点对日记来说可能有点太开创性了。“我认为他们不太可能相信它的理论部分,”她说。“这些发现改善了老年人群的视力和听力,是如此不同寻常,他们不会急于发表文章,也不会冒着风险去做。”从那时起,兰格在许多科学期刊和书籍上发表的严谨研究中,一直在追求身心联系及其对生理学和衰老的影响。
传统上,心身问题指的是很难解释我们表面上的非物质精神状态是如何影响物质身体的(从安慰剂效应中可以清楚地看到)。对兰格来说,头脑和身体是一体的。她说:“无论你把思想放在哪里,你就必然要把身体放在哪里。”
因此,兰格开始询问主观精神状态是否会影响像2型糖尿病患者的血糖水平这样客观的东西。在她的研究中,46名受试者都患有2型糖尿病,他们被要求玩电脑游戏90分钟。他们的桌子上放着一只钟。他们被要求每15分钟交换一次游戏。这项研究的转折是,对于三分之一的受试者来说,时钟的滴答声比实时慢,三分之一的受试者的时钟走得更快,最后三分之一的受试者的时钟保持实时。
兰格说:“我们问的问题是,血糖水平是否会跟随实际或感知的时间。”“答案就是感知到的时间。”这是对控制血糖水平的心理过程的一个引人注目的例证,在这种情况下,心理过程是对时间的主观感知,影响着体内的新陈代谢过程。
虽然兰格没有探索思维和表观遗传变化之间的联系,但其他研究表明存在这种联系。2013年,威斯康星大学麦迪逊分校的理查德·戴维森(Richard Davidson)和他的同事们报告说,即使是一天的正念冥想也会影响基因的表达。在他们的研究中,19名有经验的冥想者在一整天的密集冥想之前和之后进行了研究。作为对照,研究人员对21名全天休闲的人进行了类似的研究。在一天结束时,冥想者显示炎症基因的活性水平降低-这正是人们服用消炎药时看到的那种效果。这项研究还显示,参与表观遗传控制其他基因表达的基因活性降低。一个人的精神状态似乎可以产生表观遗传效应。
这些研究加在一起,提供了一些线索,说明为什么在新汉普郡为期一周的静修会逆转老年男性的一些与年龄相关的属性。因为他们的思想被带回到年轻的时候,他们的身体也回到了更早的时候,带来了一些生理变化,导致听力或握力的改善。
但重要的是要指出,生物衰老是一个不可阻挡的过程--有那么一段时间,任何积极的想法都不能阻止衰老。如果正如兰格建议的那样,身体和精神是一体的,那么衰老的身体和衰老的头脑是齐头并进的,从而限制了我们用心理灵巧影响生理衰退的能力。
尽管如此,兰格认为,我们如何变老与我们对衰老意味着什么的看法有很大关系-通常会被文化和社会强化。兰格说:“无论是关于衰老还是其他任何事情,如果你周围的人对你有一定的期望,你往往会满足这些期望,无论是积极的还是消极的。”
我们中的大多数人都是我们这个年龄段的奴隶,行为举止就像谚语所说的那样--恰如其分地年事已高。例如,年轻人经常采取措施从轻伤中恢复,而80多岁的人可能会接受伤害带来的痛苦,在解决问题时不那么积极主动。兰格说:“由于社会的期望,很多人经常说,‘嗯,你期待什么,随着年龄的增长,你会崩溃。’”“所以,他们不去做那些让自己变得更好的事情,这就变成了一个自我实现的预言。”
佛罗里达州立大学医学院的心理学家和老年病学家安东尼奥·特拉奇亚诺(Antonio Terracciano)正是对自己的年龄或主观年龄的这种看法感兴趣。霍瓦特的研究表明,生物年龄与疾病相关。我们能对主观年龄说同样的话吗?
人们对自己年龄的看法可能因人而异。例如,年龄在40岁到80岁之间的人倾向于认为自己更年轻。60岁的人可能会说他们觉得自己50岁或55岁,有时甚至45岁。他们很少会说自己感觉老了。然而,20多岁的人通常认为他们的年龄与他们的实际年龄相同,并可能会说他们觉得自己有点老了。
Terracciano和他的同事发现,主观年龄与某些衰老的生理标志相关,如握力、步行速度、肺活量,甚至血液中的C-反应蛋白水平,这是身体发炎的迹象。你感觉自己越年轻,这些年龄和健康指标就越好:你走得更快,握力和肺活量更好,炎症更少。
主观年龄影响认知,是患痴呆症可能性的指标。Terracciano和他的同事研究了从5748名65岁或65岁以上的人收集的数据。受试者的认知能力被评估以建立一个基线,然后他们被跟踪了长达四年的时间。受试者还被问及他们在每一次测试中感觉自己的年龄有多大。研究人员发现,那些主观年龄较高的人更有可能出现认知障碍,甚至痴呆症。
然而,这些相关性研究有其局限性。例如,有可能走得更快、肺活量更大、血液中C-反应蛋白水平较低的体力活动的人,自然会感觉更年轻。如何才能确定我们的主观年龄会影响生理,而不是反过来呢?
这正是法国格勒诺布尔大学的Yannick Stephan和他的同事试图找出的。他们招募了49名成年人,年龄在52岁到91岁之间,并将他们分为试验组和控制组。这两组人首先都被问到了他们的主观年龄-他们感觉自己有多大,而不是他们的实际年龄-并测试了握力,以建立一个基线。实验组被告知他们做得比同龄人中的80%要好。对照组没有收到任何反馈。在这一实验操作之后,两组人都再次接受了握力测试,并询问他们感觉自己多大了。实验组报告说,平均来说,他们感觉比他们的基线主观年龄更年轻。对照组无此变化。另外,实验组的握力有所增加,而对照组的握力有所下降。
这些相关性并不一定意味着感觉年轻会带来更好的健康。Terracciano的下一步是将主观年龄与定量的年龄生物标记联系起来。虽然还没有研究发现新开发的表观遗传标记与主观年龄之间的联系,但Terracciano热衷于了解是否存在很强的相关性。
尽管如此,信息似乎是,我们的实际年龄实际上只是一个数字。Terracciano说:“如果人们认为因为年龄的增长,他们就不能做事,或者切断他们的社会关系,或者融入这种限制他们生活的负面观点,这可能真的是有害的。”“与这些消极的态度作斗争,挑战自己,保持开放的心态,参与社交活动,绝对可以产生积极的影响。”