《科學》：觀察它們的一生后，科學家發現這些行為能預測壽命

隨著年齡增長，人們罹患癌癥、心血管疾病以及癡呆等疾病的風險顯著上升。在全球人口老齡化加速的背景下，理解衰老這一貫穿終生的生命過程，無疑有著重要意義。

長期以來，衰老研究大多采用“快照”式的方法，對比年輕群體與老年群體的差異。這種方法雖然提供了重要信息，卻模糊了衰老在個體生命歷程中連續演變的動態過程。要真正理解衰老，理想的方式是持續觀察個體從生命起點到終點的全過程。但對于大多數脊椎動物，其漫長的壽命使得這種實驗操作難以實現，這也制約了對個體衰老軌跡與壽命差異的認識。

如今，由被稱作“光遺傳學之父”的斯坦福大學教授Karl Deisseroth領導的團隊在一項發表于《科學》雜志的研究中，通過對一種短命魚類的終生追蹤，為脊椎動物的衰老過程繪制出了一幅前所未有的“行為藍圖”。研究發現，個體的壽命長短，早在其中年初期就已經在日常行為中顯露端倪。

在這項研究中，研究團隊選擇了一種壽命極短的脊椎動物——非洲青鳉魚（African turquoise killifish），作為破解上述難題的鑰匙。這種魚在實驗室中的典型壽命只有4至8個月，卻擁有復雜的神經系統以及大量與其他脊椎動物相似的生物學特征，因此成為研究衰老的理想模型。

借助這一模型，研究團隊搭建了一套自動化的高清行為記錄平臺，如同為每條魚拍攝一部從青春期至死亡的“紀錄片”，以此系統地理解脊椎動物衰老的動態過程。

81條非洲青鳉魚從3至4周齡（相當于人類的青春期）開始，便生活在被攝像頭24小時監控的獨立水箱中，它們的一生被轉化為數十億幀視頻畫面。借助計算機視覺和機器學習技術，研究團隊從海量數據中提取出運動姿態、速度、活動水平、休息時間等行為信息。

▲研究使用的非洲青鳉魚（圖片來源：參考資料[2]；Andrew Brodhead/Stanford University）

通過這些數據，研究人員構建了一個高分辨率的行為圖譜。他們將魚類的運動和休息行為分解為約100種重復出現的基本動作單元，這些動作構成了動物日常行為的基本“詞匯”。在此基礎上，研究人員得以系統分析行為隨年齡變化的模式，并分析這些變化是否與最終壽命相關。

當這些數據與每條魚的壽命相結合，深刻的規律開始浮現。分析結果顯示，即使在遺傳背景相似、生活環境高度一致的條件下，不同個體之間的衰老軌跡仍然存在明顯差異。這些長壽與短壽的魚，早在中年初期（約70至100天齡）就表現出了顯著的行為差異。

一個明顯的信號體現在睡眠模式上。壽命較短的魚不僅在夜間睡眠，白天的額外睡眠也明顯更多；而長壽的魚睡眠則主要集中在夜晚。此外，長壽的魚在白天的活動水平更高，游動更頻繁、速度更快，并且在短時間內能進行更有力的快速運動。

研究人員將這些行為特征整合為數據集，并利用機器學習模型進行分析。僅憑個體在中年時期短短幾天的行為數據，這套模型就能相當準確地預測出其未來壽命的長短。

除了預測壽命之外，連續的行為記錄還揭示了一個關于衰老進程的驚人事實：衰老并非一個平滑、緩慢的過程。絕大多數魚的一生中，會經歷2到6次短暫的行為轉變期，每次僅持續數天；在這些短暫的轉變之后，會迎來一段持續數周相對穩定的行為狀態。這一結果提示，在這種脊椎動物中，衰老過程可能并不是連續平滑的變化，而是由一系列相對穩定的生命階段依次構成。

▲研究揭示了與衰老相關的行為特征以及一生的衰老階段（圖片來源：參考資料[1]）

為了進一步理解這些行為差異對應的體內生物學變化，研究人員還在行為能夠預測壽命的中年時期，對比分析了這些個體多個器官的基因表達譜。結果發現，預計壽命較長的個體在核糖體相關和代謝通路上表現出明顯的轉錄變化，而一些常見的衰老相關通路并未出現類似差異。這表明，行為變化可能與特定分子過程的調控相伴發生。

總體而言，這項研究建立了一種能夠從青春期到死亡連續記錄行為的技術平臺，使研究人員得以在單個脊椎動物的一生中系統觀察衰老過程。研究結果表明，動物行為可用于反映衰老狀態，并揭示個體之間不同的衰老軌跡。論文作者指出，隨著可穿戴設備和人體長期追蹤技術的興起，未來的研究將探索類似的規律是否同樣適用于人類。

參考資料：

[1] Bedbrook et al., Lifelong behavioral screen reveals an architecture of vertebrate aging. Science (2026). DOI: 10.1126/science.aea9795

[2] Watching a lifetime in motion reveals the architecture of aging. Retrieved on Mar. 13th 2026 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1119216

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