健康人類大腦會經歷廣泛的結構和功能改變，這些改變在老年相關的神經病理學中會被進一步修飾，例如帕金森病和阿爾茨海默病。雖然功能連接（Functional Connectivity）的破壞與腦部疾病相關，但其在健康人群中隨年齡變化的軌跡及其行為相關性證據仍然有限。既往基于腦磁圖（Magnetoencephalography, MEG）對靜息態功能連接（Resting-State Functional Connectivity, rs-FC）隨健康老齡化變化的研究有限且結論不一。方法論上的差異，如樣本量有限、易受源泄露影響的連接度量方法（如相干性、PLV）的使用、傳感器層面的分析、粗糙的腦區分割以及并發的振蕩源功率變化帶來的混雜等，可能是導致研究結果不一致的主要原因。此外，年齡增長通常伴隨感覺敏感性下降，導致對感覺運動整合（sensorimotor integration）中預測機制的依賴增加，從而引起運動感覺衰減（sensorimotor attenuation）。盡管β振蕩在感覺運動控制中作用突出，但其與年齡相關的運動感覺衰減增加的電生理基礎尚不明確。

本研究旨在闡明健康成年人生命周期中rs-FC的變化趨勢，并探索rs-FC在年齡相關運動感覺衰減增加中可能的作用。為此，研究團隊分析了來自劍橋老齡化與神經科學中心（Cambridge Centre for Ageing and Neuroscience, Cam-CAN）的交叉截面樣本，共計576名18至87歲的健康參與者，采集其靜息態MEG數據。

數據采集自MRC認知與腦科學單元的Cam-CAN研究。參與者接受了認知和健康篩查，確保認知健康、無嚴重精神疾病、無MRI禁忌癥。用于功能連接分析的主要樣本包含576名參與者。為了研究功能連接與運動感覺衰減的關系，額外納入300名參與者的力匹配任務數據。靜息態MEG記錄在閉眼狀態下進行，持續8分40秒。

MEG數據預處理包括使用時-空信號空間分離（tSSS）去除外部干擾和補償頭動，進行1–100 Hz帶通濾波和50 Hz工頻及其諧波陷波濾波。使用獨立成分分析抑制眼動和心電偽跡。將數據分割為30秒的時期，選取每個受試者的前10個良好時期（總計5分鐘）用于后續分析。使用動態統計參數映射（dSPM）方法估計神經元源時間過程。為了降低計算復雜度并提高可解釋性，采用Khan等人定義的aparc_sub分區方案將數據組織成448個亞區，并通過空間平均獲得每個分區的代表時間序列。使用Morlet小波濾波獲得窄帶解析信號，并計算每對亞區之間的加權相位滯后指數（Weighted Phase-Lag Index, WPLI）以量化功能連接。WPLI量化了兩個信號之間相位差分布的不對稱性，能最大程度減少源泄漏和噪聲的影響。分析中關注了標準的Delta（1–4 Hz）、Theta（4–8 Hz）、Alpha（8–13 Hz）、Beta（13–30 Hz）和Gamma（40–90 Hz）頻段。

為了量化年齡相關的rs-FC變化，研究采用分層線性回歸來評估參與者年齡與連接強度之間的線性和二次（非線性）關聯，并使用置換檢驗評估統計顯著性。同樣方法也用于分析平均源功率的年齡變化軌跡。為了探究rs-FC與運動感覺衰減的關系，分析了力匹配任務中平均力過補償（overcompensation）與各區域β波段平均連接之間的線性關聯，并通過標準化的多元線性回歸模型，將年齡和平均過補償作為解釋變量來預測平均連接，以區分感覺運動效應和年齡相關效應。

研究發現，rs-FC隨年齡增長呈現出頻率特異性的變化模式。在所有腦區間連接的分析中，Delta和Theta波段的rs-FC普遍隨著年齡增長而增加，而Alpha波段的rs-FC普遍減少。Beta波段的rs-FC顯示出復雜的模式：在后部和頂葉區域觀察到線性下降，而在額葉區域有適度的增加趨勢；此外，在中央-頂葉和中央-后部區域，還發現了負的二次關聯（即呈倒U形軌跡，在中年達到頂峰后下降）。Gamma波段的rs-FC也隨著年齡增長而增加，但效應一般弱于其他頻段。連接層面的線性與二次關聯效應如圖所示。

研究進一步分析了每個腦區域的平均連接（即與該區域相關的所有連接強度的平均值）與年齡的關系。Delta波段：所有腦區的平均連接均顯著增加，效應最強的是左側島葉。Theta波段：額葉、顳葉和枕葉區域的平均連接隨年齡增加，效應最強的區域是雙側內側眶額葉皮層。Alpha波段：平均連接與年齡呈負相關，效應最大的區域是雙側梭狀回。Beta波段：呈現更復雜的模式，后部和頂葉區域的連接性下降，而額葉區域呈微弱的正趨勢，效應最強的區域是雙側頂上小葉。Gamma波段：大多數腦區（頂葉除外）的平均連接呈正線性趨勢，效應最強的區域包括左側額下回三角部和眶部、右側外側枕葉皮層。各頻段平均連接變化顯著的腦區及其效應如圖所示。

為了量化全腦范圍rs-FC隨年齡的變化，研究計算了1-100 Hz頻率范圍內全局連接（即網絡中所有連接的平均值）與年齡的線性和二次關聯譜。結果顯示，年齡與全局連接在低頻（低于7 Hz）和高頻（高于40 Hz）呈正線性關聯，而在中頻（11-14 Hz 和 20-23 Hz）呈負關聯，最大的效應量出現在12 Hz。此外，在Beta波段內一個狹窄的17-20 Hz范圍內觀察到年齡與全局連接呈負二次關聯，最強的效應出現在17 Hz。同時，分析發現全局源功率（局部同步性指標）的年齡變化軌跡與全局連接顯著不同。在Theta和Alpha頻段，盡管全局連接存在顯著的年齡相關變化，但全局功率并未顯示出顯著的線性變化趨勢。這些結果表明，rs-FC和振蕩功率包含非冗余的信息，前者并非后者變化的簡單反映。全局連接和源功率的變化趨勢如圖所示。

為了探究rs-FC與運動感覺衰減（通過力匹配任務中的平均力過補償來量化）的關系，研究分析了β波段平均連接與平均過補償之間的線性關聯。結果顯示，在涵蓋感覺運動皮層的中央-頂葉區域，平均連接與過補償呈顯著負相關，表明運動感覺衰減越大（過補償越多），這些區域的連接性越低。在左側，效應最強的區域是緣上回；在右側，是中央后回。為確保結果不受極端值影響，研究者排除了離群值后重新計算，結果基本一致。

為了區分這種與感覺運動任務表現相關的連接變化與年齡相關的β波段連接性下降，研究者進一步識別了那些與過補償的關聯強度顯著超過與年齡關聯強度的腦區。分析發現了覆蓋雙側感覺運動皮層的集群，這表明β波段rs-FC與運動感覺衰減的關聯可以與觀察到的年齡相關的β波段rs-FC下降區分開來。此外，標準化的多元線性回歸分析結果也表明，年齡相關效應與感覺運動效應在空間上是分離的：年齡主要影響后部和顳葉區域的平均連接，而過補償則主要影響與感覺運動控制相關的羅蘭多區域。這些關聯如圖所示。

本研究揭示了健康成人生命周期中靜息態功能連接的頻率依賴性變化軌跡，并表明β波段rs-FC與運動感覺衰減存在線性關系，這意味著β波段中持續的腦區間同步化參與了感覺運動整合過程。此外，rs-FC與源功率具有不同的頻率依賴性軌跡，表明rs-FC提供了獨立于局部同步性（即源功率）之外的額外信息。

在β波段，研究中觀察到的年齡相關“倒U形”二次趨勢與先前在靜息態fMRI功能連接、白質體積和結構連接中報告的模式相似。β波段振蕩活動是感覺運動控制的核心，與維持當前感覺運動狀態有關。研究發現，靜息時β波段功能連接水平較低與力匹配任務中更大的過補償（即更強的運動感覺衰減）相關，這提示較高的基線β波段功能連接可能標志著高效的感覺信息處理，從而導致不太明顯的運動感覺衰減。

在α波段，研究結果顯示rs-FC隨年齡增長而整體下降，特別是在額葉、顳葉和枕葉區域之間。在區域水平上，年齡與平均連接最強的負相關出現在內側顳葉的梭狀回和海馬旁回。這種α波段rs-FC的下降與視覺短期記憶精度的下降有關，并且被認為是輕度認知障礙和阿爾茨海默病的標志。盡管可以觀察到健康老齡化與神經病理學之間的模式相似性，但研究指出，在沒有直接機制證據的情況下，解釋衰老背后潛在的神經生理機制仍具挑戰性。研究還指出，個體α峰頻率隨年齡降低（從年輕成年人的約10 Hz降至老年人的不足9 Hz）以及源功率的變化，可能是功能連接分析的混雜因素，但本研究發現α波段的全局功率并未隨年齡發生顯著線性變化，而全局連接卻顯著下降，這表明觀察到的α波段rs-FC變化并非僅僅是源功率改變的反映。

在低頻的Delta和Theta波段，研究觀察到老年人的rs-FC增加，特別是在額葉-顳葉和額葉-枕葉區域之間，且半球間連接貢獻顯著。Theta波段連接，尤其是內側前額葉皮層的連接，被認為在認知控制和工作記憶中通過遠距離腦區的鎖相發揮核心作用。盡管這些效應主要在任務執行中被觀察到，但有證據表明，靜息態Theta波段功能連接的水平可能反映了注意機制的功能。

在Gamma波段，雖然觀察到了隨年齡增長的rs-FC增加，但效應普遍較弱且空間模式不清晰。早期模型研究表明，Gamma振蕩主要發生在局部神經元回路中，可能無法支持涉及長傳導延遲的長距離連接。近期研究則觀察到在視覺注意任務期間，視覺皮層區域之間存在長距離Gamma波段相干性增加。然而，關于自發長距離Gamma同步的功能性證據仍然缺乏，因此，老年人Gamma波段rs-FC增加的神經基礎及其后果尚不明確。

研究也承認了一些局限性。首先，存在多種功能連接度量方法，它們的結果常常存在差異。本研究也使用了振幅包絡相關性（Amplitude Envelope Correlation, AEC）重復了分析，發現AEC和WPLI的結果既有相似之處也有差異。因此，在比較使用不同度量方法的研究結果時應保持謹慎。其次，雖然WPLI對瞬時同步不敏感且抗噪性強，但真正相互作用源附近的虛假相互作用可能仍會殘留于結果中，這在解釋觀察到的空間模式時應予以考慮。此外，靜息態測量的不可控性（如參與者的內部認知狀態和警覺度）也是潛在的混雜因素。最后，研究中觀察到的巨大個體間差異可能會限制在個體層面對rs-FC分析的解讀。盡管如此，利用大型MEG數據集能夠對功能連接中的正常健康變異進行建模，這可能有助于改進腦部疾病的診斷和預后。本研究展示的rs-FC隨年齡的變異強調了年齡分層的規范建模的重要性。

另一個限制是，研究無法排除老年組中存在無癥狀的神經病理學改變（如β-淀粉樣蛋白或Tau蛋白沉積）的潛在影響。盡管隊列中的個體認知正常（MMSE分數>24，無神經學診斷），但不能排除臨床前β-淀粉樣蛋白沉積在老年組中的潛在貢獻，因為它可能在臨床癥狀出現前數十年就開始積累，并且先前與β-淀粉樣蛋白沉積相關的功能變化與本研究的年齡相關發現存在重疊。因此，未來關于rs-FC年齡相關效應的研究應考慮控制淀粉樣蛋白沉積。

總之，本研究對健康老齡化領域有三個主要貢獻：首先，證明了靜息態功能連接在健康衰老過程中發生改變，且不同頻段變化的空間模式不同；其次，證明了rs-FC的全局變化趨勢與振蕩源功率不同，緩解了rs-FC的年齡相關變化可能被源功率變化所混淆的擔憂；最后，結果表明感覺運動區域β波段rs-FC的降低與運動感覺衰減的增加有關，提示rs-FC可能在感覺信號與內部預測模型的整合中發揮作用。這些結果增進了我們對腦振蕩在健康衰老中作用的理解，并為未來研究將觀察到的rs-FC變化與行為、認知聯系起來，以及進一步闡明β波段rs-FC在感覺運動整合中的潛在作用開辟了新途徑。