我们身体里的复杂性，是我们年轻的关键

据国外媒体报道，随着年龄的增长，我们身体的许多生理过程变得越来越简单。

“简单，简单，简单！”亨利·大卫·亨利·大卫·梭罗在他1854年的回忆录《瓦尔登湖》中敦促道。在这本书里，他赞扬了“斯巴达”生活的美德。欧洲中世纪神学家托马斯·阿吉纳斯告诫说，简单使人更接近上帝。艾萨克·牛顿认为简单可以带来真理。有人告诉我们，简化过程可以照亮美丽，消除不必要的困惑和压力，帮助我们专注于真正重要的事情。

简单也可能是衰老的标志。年轻的健康和活力在许多方面取决于复杂性。骨骼通过复杂组装的结缔组织支架获得力量。敏锐的思维活动来自相互联系的神经网络。即使是看似简单的身体功能，如心跳，也依赖于代谢控制、信号通路、基因开关和昼夜节律的相互作用网络。随着我们身体的衰老，这些解剖结构和生理过程将失去其复杂性，降低其弹性，并最终导致虚弱和疾病。

为了理解这一损失，我们必须首先科学地定义什么是“复杂性”。想象一下鲁伯·戈德堡(Rube Goldberg)机器，这是一种过于复杂的机器组合，旨在以线性方式完成一些非常简单的任务，例如抓挠某人的后背或把纸巾递到某人的嘴里。虽然这种过度设计的设备看起来非常复杂，但原理实际上非常简单:指定的输入总是产生相同的输出。简单性使其结果易于预测，同时也使整个系统非常脆弱，因为如果链条的一个环节出现错误，整个机器的功能就会被破坏。

相比之下，复杂的过程涉及在不同的时间和空间尺度上相互作用的多个组成部分。由于这些相互作用是非线性的，输出和输入不成比例，使它们更加不稳定和不可预测。例如，想想抬起你的腿需要什么。电动力学、化学和力学组成部分必须在分子、细胞、器官和系统水平上协调。细胞内的基因机器产生蛋白质来驱动肌肉。胃和肠消化和代谢糖，为身体提供能量。大脑中的运动中枢计划和指导运动，神经将这些信号传递给肌肉纤维，并将脚的位置信息反馈给大脑。总的来说，这个过程不仅仅是所有部分的总和。

我们可以用混沌理论、非线性动力学和统计物理学中的数学思想来量化生物系统的复杂性，其中之一就是分形的概念。分形是一种不规则的几何物体，其形状遵循一种基本模式:在多个测量尺度上，它似乎具有自相似的形式。云、海岸线、树木、河流、山脉和断层线都是类似分形结构的例子。无论从平面上还是在地面上，无论用放大镜还是显微镜，它们的外观基本保持不变。

在体内，动脉、神经元、骨骼和支气管以类似的方式组织。而且，如果我们用时间而不是空间来衡量，我们会发现生理信号(包括心跳和呼吸频率、血压、脑电波和激素分泌等)。)也会有瞬间波动的分形图案。与你可能预期的相反，这些波动并不遵循传统的或周期性的模式，而是表现出一种复杂的变化，即所谓的“确定性混沌”。尽管振荡是不规则的，但在几秒钟、几分钟、几小时或几天的观察中，它们似乎是自相似的。

衡量分形结构复杂性的一种方法是计算其“分形维数”。分形显示了“幂标度”的属性:测量标度越小，物体的长度越大。从这个反比关系得到的分形维数可以告诉我们物体填充了多少空间。更多的空间意味着更多的复杂性。例如，树的相对密集(更复杂)的分支结构比稀疏(更简单)的分支具有更高的分形维数。

另一种常见的复杂性度量方法叫做“多尺度熵”，它通常应用于身体处于平衡站立姿势时的心率逐跳变化或瞬时姿势变化等过程。多尺度熵计算测量模式在不同时间尺度上重复的可能性。重复概率非常低的模式(如白噪声或随机性)并不十分复杂。在单一时间尺度上重复概率高的模式(如节拍器的正弦曲线)也不复杂。然而，在许多不同的时间尺度上可能有相似的模式，这些模式更类似于分形，因此也更复杂。

越来越多的研究表明，生物复杂性随着年龄的增长而降低，因为各种组织、器官及其信息通路正在逐渐崩溃。随着年龄的增长，我们大脑、骨骼、肾脏和皮肤的分形网络失去了结构的复杂性。这种丧失削弱了他们适应压力的能力，最终可能导致疾病或残疾。例如，当骨组织中的微观支柱变薄并断裂时(就像骨质疏松症发生时)，骨头变脆并容易断裂。同样，大脑中神经连接的断开也与年龄相关的神经退行性疾病有关，如阿尔茨海默病和帕金森病。

随着身体老化，生理过程将失去其复杂性。以心率为例。虽然平均每分钟心跳频率在一个人的一生中可以保持相对稳定，但是心跳之间的微小时间变化随着年龄的增长变得越来越有规律(复杂性降低)。许多研究将这种变化与心脏病和死亡率联系起来:信号越简单，异常节律、心脏病发作和心力衰竭的概率就越高。同样，老年人神经活动产生的电信号看起来不像年轻时那么复杂。随着复杂性的降低，运动控制和认知功能也会降低，包括步态、注意力和记忆。

好消息是，我们也许能够减缓甚至逆转衰老带来的复杂性的丧失。例如，有氧运动和阻力训练已经被证明会增加心率的复杂性。中国太极拳结合了身体运动、呼吸技巧和冥想，在姿势控制方面也有类似的效果。当你站着不动时，你可能会注意到你的身体在轻微颤抖，这是在微调你的肌肉以保持平衡。我们可以在测力计板上记录这些波动，并计算它们的复杂性。复杂性越低，平衡越差，下降的速度和风险越慢。然而，太极拳似乎提供了一种解药:在最近的一项研究中，研究人员发现，仅12周的太极拳训练就能改善老年人(包括一些90多岁的人)姿势摇摆的复杂性。完成训练计划的参与者也提高了他们的行走速度，因此更有可能避免摔倒。

研究人员还发现，通过对脚底施加非常微弱的随机振动，可以增加姿势控制的复杂性。尚不清楚这种干预是如何起作用的。一种可能性是，这些不易察觉的振动会给感觉系统增加低水平的噪音，并加强神经受体的输入，从而降低它们的刺激阈值。这种现象被称为随机共振，它可以提高神经细胞收集脚的位置和姿势信息并做出反应的能力。结果，我们的身体变得更加复杂，从而更能适应姿势调整。

在社会层面上，保持一定的复杂性也能带来额外的好处。许多研究表明，拥有广泛多样的社交网络与更好的健康和福利密切相关。与孤立的社会交往相比，与他人关系密切的人寿命更长，抑郁更少，更有可能从心脏病、中风和其他急性疾病中康复。增加日常生活的复杂性可能会产生深远的影响。例如，学习新技能或解决心理问题有助于改善认知功能，并可能有助于避免痴呆症。

因此，如果你梦想退休后生活在一个安静的海滩或森林里，正如索洛所说，“认真生活，只面对生活的基本事实”，那么也许是时候考虑接受一个新的概念了，那就是，复杂性，复杂性，复杂性！