MIT衰老大脑研究计划（ABI）自2015年创立以来，其核心理念始终认为：阿尔茨海默病等神经退行性疾病属于复杂的"系统性"功能崩溃，需要来自多个领域的多种突破性进展才能应对。9月25日，ABI举办了名为"衰老大脑的创新"的学术研讨会，六场演讲集中呈现了MIT在这一理念指导下所取得的最新成果，科学家和工程师们分享了各自改善衰老大脑健康状况的前沿工作。
"ABI的独特之处在于，它汇聚了来自多个不同领域的研究人员，"ABI主任、皮考尔学习与记忆研究所及脑与认知科学系（BCS）教授李慧娣表示，"今天的研讨会展现了MIT在神经科学、工程学、化学等多个学科领域的集体智慧。"
其中一场演讲介绍了一项团队合作成果：机械工程系卡尔·范·塔塞尔（1925届）教授、布里格姆妇女医院医生乔瓦尼·特拉维索与李慧娣及其他合作者联手，开发出一套人工智能系统，旨在通过为患者匹配最适合的预防干预措施，提升阿尔茨海默病的个性化护理水平。该系统整合了临床试验数据、患者生活方式史以及多组学数据（如基因组学、蛋白质组学），用以预测个体阿尔茨海默病的进展情况及其对干预措施的可能反应。
在与项目负责人、MIT与哈佛大学布罗德研究所工程科学家阿尔维德·戈尔维策以及MIT-诺和诺德AI研究员阿德里安·诺里耶加·德拉科利纳的联合演讲中，特拉维索介绍了团队如何构建名为"FINGERS-7B"的AI模型，将这些高度多样化的数据源整合进训练过程，累计处理了8万亿个"Token"用以辅助预测。
"每个人的生物学特征都是独一无二的，这与我们对干预措施的反应方式密切相关，"诺里耶加说。他补充道，AI预测不仅有助于量身定制个体化的预防措施，还能通过更精准地锁定最适合的目标人群，为候选药物或其他治疗方案的临床试验设计提供参考。
皮考尔教授厄尔·米勒则聚焦于衰老大脑面临的另一个问题的预防：过度使用全身麻醉带来的认知副作用。米勒指出，老年患者在接受重大手术后，术后谵妄的发生率较高。他介绍了与ABI创始成员、学院教授埃默里·布朗（同为皮考尔研究所和BCS系同事）共同开展的研究，旨在开发一套闭环系统，利用基于脑电波的无意识状态测量来优化麻醉剂量。米勒和布朗的实验室研究表明，无论作用的分子机制如何，多种麻醉药物导致无意识状态的方式是相同的：它们会使脑电波彼此失去同步，从而破坏维持认知和意识所需的大脑皮层间通信协调。基于这种无意识状态的脑电波"特征"，该系统可以帮助麻醉师在手术过程中安全地调整用药剂量。
机械工程系副教授、尤金·贝尔组织工程职业发展教授里图·拉曼在演讲中介绍了她研究神经肌肉疾病（包括肌萎缩侧索硬化症ALS和肌营养不良症）的方法：开发整合了神经和血管系统的先进肌肉组织实验室模型。以ALS研究为例，她的实验室已能够利用源自患者的诱导多能干细胞培育出相应的细胞培养物。这些实验室模型为团队提供了详细研究神经肌肉接头的机会，并能模拟其在潜在治疗药物作用下的变化情况。
在阿尔茨海默病、帕金森病等多种与衰老相关的神经退行性疾病中，一个主要病理特征是内在无序蛋白质（如β-淀粉样蛋白或α-突触核蛋白）的错误折叠与聚集。化学系威廉·R（1964届）与丹尼尔·L（1995届）青年职业发展助理教授奥莱塔·约翰逊在演讲中介绍了其实验室在聚集发生之前进行预防的研究工作。为实现这一策略，她表示实验室的研究重点在于建立相关化学知识与方法，以识别相关蛋白质、检测其是否正在转变为问题状态，并进而控制其构象。
脑科学与人类行为学尤金·麦克德莫特教授、BCS与生物工程系成员及麦戈文脑科学研究所研究员艾伦·贾萨诺夫介绍了化学在衰老大脑研究中一项截然不同的应用。他讲述了其实验室如何开发新型化学探针，使大脑中的分子在磁共振成像中可视化。这些分子包括神经调节酶胆碱酯酶——目前少数获批治疗阿尔茨海默病的药物中，许多都以此为靶点——以及脂质，李慧娣等人的研究表明，多种脑细胞类型在阿尔茨海默病中会对脂质处理不当。他的实验室还开发了一种技术，能够在脑细胞中基因编码一种新型探针，以提升磁共振成像对大脑活动的可视化效果。
尽管许多研究人员专注于蛋白质或脂质在神经退行性疾病中呈现的显著问题，诺华化学教授劳拉·基辛格则讨论了一个较少受到关注但同样重要的细胞功能组成部分：排列在细胞表面的糖类分子——糖链。研究人员已将一种名为肝素硫酸盐的糖链与阿尔茨海默病联系起来。基辛格实验室与ABI创始成员、Y. Eva Tan神经技术教授艾德·博伊登合作，致力于对糖链进行表征和研究。例如，她的实验室已经证明，不同序列的糖链会在细胞膜上进行组织排列，从而能够在细胞的特定区域结合并招募特定蛋白质。
"我们非常兴奋，因为这是我们首次观察到这一现象，并由此获得了一套可用于研究其他疾病的工具，"她说。理解糖链的结合机制，甚至可能为科学家提供一种针对不同细胞和细胞过程的新手段。
六场演讲结束后，十余名受训人员在海报展示环节中展出了更多与衰老大脑相关的研究项目，这些项目来自MIT各个院系，进一步凸显了MIT在这一领域研究的多样性——这正是ABI成立的初衷所在。
从庞大的AI数据集到单个细胞表面的糖类分子，本次研讨会充分展示了MIT科学家们如何在科学与工程前沿不断探索，以增进人们对衰老大脑健康的理解，并开发相应的干预手段。
Q&A
Q1：MIT衰老大脑研究计划（ABI）是什么时候成立的，主要研究什么？
A：ABI成立于2015年，核心理念是阿尔茨海默病等神经退行性疾病属于复杂的系统性功能崩溃，需要多领域的突破性进展共同应对，涉及神经科学、工程学、化学等多个学科方向。
Q2：FINGERS-7B这个AI模型是用来做什么的？
A：FINGERS-7B是MIT团队开发的人工智能模型，整合了临床试验数据、患者生活方式史和多组学数据，用于预测个体阿尔茨海默病的进展情况及对干预措施的反应，从而帮助实现个性化的阿尔茨海默病预防与护理。
Q3：麻醉药物是如何影响老年人大脑认知功能的？
A：研究发现，无论分子作用机制如何，多种麻醉药物导致无意识状态的方式相同：它们会使脑电波彼此失去同步，破坏大脑皮层间维持认知和意识所需的通信协调，这也是老年人术后出现谵妄等认知副作用的原因之一。
