认知老化与脑：HAROLD模型之争(1)
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摘要 HAROLD模型(Hemispheric Asymmetry Reduction in Older Adults)是指与年轻人相比，老年人在完成某些认知任务时大脑激活呈现出非对称性减弱的现象。该模型自提出以来就引发了很多质疑和研究，近几年来又有一系列的研究分别从不同角度提供了支持该模型的证据，它们包括记忆研究领域、抑制研究领域、语言认知研究领域、感觉动作研究领域和脑神经研究领域。同时也存在明显不支持该模型的研究证据，主要体现为对补偿说的批驳。通过对支持该模型和不支持该模型两方面脑成像研究成果的文献分析，发现HAROLD模型可能是一个任务特异性模型；除补偿说之外，还有其他可能的观点能够解释功能性脑成像的年龄差异；对脑激活定义的进一步明确化有助于澄清相关的争论。
关键词 认知老化；HAROLD；补偿说；脑成像
分类号 B844.4
1 引言
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认知老化的研究发现：认知的很多方面如注意力、记忆力、推理能力等都随着年龄的增长而不断减退(Schaie，1993；申继亮，陈勃，王大华，2000)，特别是六七十岁以后，这一现象更为明显。这其中很多变化直接反映着生理老化的过程，很多是与脑功能结构上的变化分不开的(罗跃嘉，2006)。因此，从脑功能结构上的变化来着手解释认知行为的年龄特点就成为一个必然的研究途径。目前供职于美国Duke大学的Roberto Cabeza教授通过对十几篇神经成像研究文献的分析，于2002年3月发表了一篇题为《老年人大脑两半球功能非对称性减弱——HAROLD》的文章，试图用HAROLD模型(Hemispheric Asymmetry Reduction in Older Adults)来解释老化过程中脑功能的变化特点。这个模型是认知老化功能神经成像领域第一个整合理论，在短短五六年内，引起了异常广泛的反响。
2 HAROLD模型
HAROLD模型，即老年人大脑两半球非对称性减弱模型是指年轻人在操作一些认知任务时，大脑激活呈现出明显的单侧化优势(即非对称性)，而老年人在完成这些任务时的脑激活却出现明显的双侧化(即非对称性减弱)现象(Cabeza，2002a)。如图1所示，老年人在完成情景记忆提取时更多地表现出双侧激活现象(Backman等，1997)。
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对于这个模型的解释，Cabeza提出了补偿说，即老年人大脑非对称性减弱是为了补偿老化而带来的神经认知衰退(Cabeza，2002a)。Cabeza等(2002b)在另外一项研究中，对老年人和年轻人在来源记忆任务中的大脑激活模式进行了探讨，结果发现成绩好的老人PFC活动更多地表现出半球非对称性减弱，而成绩差的老人则没有表现出这种现象。因此他认为这项研究充分支持了补偿说，即：成绩好的那组老人通过激活左侧大脑来补偿右侧大脑的衰退，而另一组老人成绩差是因为不能通过激活对侧区域来补偿认知衰退。对这种非对称性减弱的起源有两种不同的解释：一种是心理学的解释，认为这种非对称性减弱是认知结构或者认知过程的改变引起的(Cabeza，2002a)，如Light(1991)认为老化过程中伴随着认知策略的改变；而另一种是神经学的解释，认为这种改变是神经机制如神经功能、神经联结上的变化引起的(Cabeza，2002a)。很多研究如Backman等(2000)都发现多巴胺功能随年龄增长而发生变化，然而在神经学的解释上也有两种不同的观点：一种是网络观(network view)，认为这种非对称性减弱反映了整个大脑的重组(Cabeza，2002a)，其支持性证据来自Cabeza等(1997b)运用斜方差和结构方程模型方法对词语编码与提取过程中的大脑活动进行的分析，结果显示，老化不仅对特定脑区有影响，而且对不同脑区间的相互作用也有影响：另一种是区域观(regional view)，认为这种非对称性下降仅仅反映了大脑部分区域的变化(Cabeza,2002a)，如Rastatter等(1990)的研究发现：语言加工中大脑右半球比左半球更容易受到老化的影响。对于以上的每一种解释都有很多支持和反对的证据，究竟是哪一种解释更合理还有待更多的研究。
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3 HAROLD模型引起的反响及争论
自2002年HAROLD模型提出以来，就引发了研究者广泛的兴趣，据笔者统计截至2008年4月，GOOGLE学术搜索显示这篇文章已经被引用253次，而Cabeza在1998年到2002年的《Psychology andAging》引用率排名上高居榜首，短短的4年，引用高达98次(Zacks，Blanchard-Fields，Haley,2006)。近几年来认知老化功能神经成像领域又有许多研究分别从不同的角度再次支持或反驳了这个模型。本篇综述从研究结果是否支持HAROLD模型的角度对近几年的认知老化脑成像方面研究文献进行梳理，试图对HAROLD模型及其在认知老化领域的贡献做一个阶段性总结。
3.1支持HAROLD模型的证据
第一，来自记忆研究的证据。对老年人的记忆研究一直是个研究热点，以往对记忆老化中的大脑对称性研究多集中在情景记忆(Cabeza等。1997；Madden等，1999；Cabeza等，2002b)、工作记忆(Reuter-Lorenz等,2000；Dixit等,2000)等方面，并且主要在大脑的前额叶区发现HAROLD现象，对自传体记忆的老化研究非常少，但临床上却有很多老年人抱怨自传体记忆衰退(Spicrs，Maguiro，Burgess，2001)。因此，Maguire等(2003)对自传体记忆老化进行了研究，通过让年轻被试和老年被试对十几年前的自传体事件进行回忆并同时进行fMRI扫描发现：年轻人被试的左海马激活显著，而老年人被试的海马呈现双侧激活，这说明不只是前额叶区，海马也受到了老化的影响，呈现出非对称性减弱现象。
第二，来自抑制研究的证据。根据认知老化的抑制理论，随着年龄的增高，个体会越来越难以把注意力集中在目标信息，同时抑制对无关信息的注意(Hasher，1988)。Cabeza(2002a)认为这种抑制理论可以通过HAROLD模型进行解释，即：老年人可以通过征用更多的脑区来达到和年轻人一样的抑制水平。虽然很多抑制老化研究中都发现了HAROLD现象，但是由于任务和方法上的差异还不能证明这个现象是普遍的或可重复的。为了探讨这个现象是否可重复，Langenecke等(2003)采用和前人一样的研究任务和方法，其结果和前人的研究结果也基本一致，即：老年人在Go/No-go任务中表现出的脑区激活模式比年轻人更倾向于双侧激活。这个现象和HAROLD的模型一致，因此作者推测, 百拇医药(付 艳 王大华)