“看臉”破解衰老的奧秘

玉琳

“人臉”與“年齡”之間有什么關(guān)系？

這聽上去是一個(gè)很簡(jiǎn)單的問題。一張“大叔”的臉和一張“小鮮肉”的臉，只要看一眼就能區(qū)分開來。這是因?yàn)樵谌说乃ダ线^程中，面部衰老的變化比較明顯且容易觀察。

但是在生活中，我們也經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，年齡相仿的兩個(gè)人，一個(gè)看起來“顯年輕”，一個(gè)看上去“顯老”，這意味著，我們的“生理年齡”可能與“實(shí)際年齡”是對(duì)不上的，而這種差別隨著年齡增大還會(huì)越來越明顯。

中科院上海生命科學(xué)研究院計(jì)算生物學(xué)研究所的韓敬東研究組發(fā)現(xiàn)，通過分析人臉三維圖像，能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)一個(gè)人的“生理年齡”，將“生理年齡”與“實(shí)際年齡”對(duì)比，就可以知道你究竟是“青春常駐”還是“未老先衰”。

看“臉”來量化衰老，這在國(guó)際上尚屬首次。不僅如此，這項(xiàng)研究成果的價(jià)值還在于，能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)人的衰老程度，并有助于分析與衰老相關(guān)的疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，由此設(shè)計(jì)個(gè)性化的醫(yī)療和保健方案。

年齡“寫”在臉上

——預(yù)測(cè)年齡與實(shí)際年齡吻合度超過85%

生、老、病、死，這是地球上每一個(gè)生命體都要經(jīng)歷的生命過程。而破解衰老的奧秘，延緩死亡的降臨，也是幾千年來人類的一種不懈追求。在科學(xué)家眼中，針對(duì)衰老的研究十分具有吸引力和挑戰(zhàn)性。

當(dāng)今，科學(xué)家通過延緩線蟲、小鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的死亡曲線，或是增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在高輻射、高溫等極端環(huán)境下的生存時(shí)間等方式，研究衰老的奧秘，尋找對(duì)抗衰老的辦法。但是，要繪制死亡曲線，線蟲需要幾個(gè)月，小鼠則要3年。如果以人為研究對(duì)象，這樣的方法顯然不合適，這就需要找到與衰老相關(guān)的標(biāo)記物。在醫(yī)學(xué)界，人們主要通過分析膽固醇、高密度膽固醇、白蛋白等血檢指標(biāo)來研究人體衰老的程度，但遺憾的是，這套指標(biāo)體系目前還很不完善。

韓敬東和她的研究組一直從事衰老研究，通過收集人的血液、尿液、唾液等標(biāo)本，希望從中尋找與人體衰老相關(guān)的分子標(biāo)記物。而她的同事唐鯤的一項(xiàng)研究工作，是利用三維照相機(jī)拍攝不同人種群之間的臉部特征，并分析不同人種群之間的臉部差異。

“一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，我萌生了一個(gè)想法，能否利用三維照相機(jī)拍攝人臉的高清照片，然后通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以此判斷一個(gè)人的生理年齡?！表n敬東在接受采訪時(shí)說。2012年，在科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委和中科院的資助下，韓敬東研究組啟動(dòng)了這項(xiàng)研究。

研究組招募了332位年齡在17歲到77歲之間的中國(guó)人作為志愿者，圖像采集在一個(gè)獨(dú)立的工作室內(nèi)進(jìn)行。“我們首先將三維面部圖像拍攝設(shè)備安裝好，被拍攝者不能動(dòng)并保持中性表情，然后我們快速拍攝其面部圖像，拍攝時(shí)間僅需約1.5毫秒，眨眼之間就完成了?！毖芯咳藛T陳維洋介紹說。

拍攝得到的所有原始三維面部圖像，因?yàn)閿?shù)據(jù)的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)不一致，所以在做后續(xù)分析之前，首先要將這些圖像標(biāo)準(zhǔn)化到相同頂點(diǎn)個(gè)數(shù)。韓敬東解釋，這個(gè)過程首先要識(shí)別出有顯著特征的面部特征點(diǎn)，然后參考這些特征點(diǎn)基于薄板樣條法將所有的樣本匹配到一個(gè)固定的參照模型上，從而達(dá)到對(duì)所有原始三維面部數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果。

研究人員把標(biāo)準(zhǔn)化后的三維面部數(shù)據(jù)輸入到回歸預(yù)測(cè)模型，對(duì)每位參與者的年齡進(jìn)行模擬計(jì)算，得出這些參與者的預(yù)測(cè)年齡。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)年齡與實(shí)際年齡的吻合度在85%以上。此前有研究人員利用血細(xì)胞DNA甲基化能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人的年齡，與她團(tuán)隊(duì)的人臉預(yù)測(cè)獲得的結(jié)果非常相似。這表明，人臉可以作為人衰老的標(biāo)記物，而預(yù)測(cè)的年齡也就是與人衰老程度密切相關(guān)的“生理年齡”。

“嘴和鼻子變寬”預(yù)示在變老

——膽固醇、白蛋白等4個(gè)指標(biāo)和衰老高度相關(guān)

“我們主要找人臉上隨著年齡會(huì)有變化的點(diǎn)，只需有其中200-300個(gè)點(diǎn)就足夠精確預(yù)測(cè)年齡了?！表n敬東介紹說，這些點(diǎn)包括人的眼睛、鼻子、嘴巴邊上，還有鼻唇溝等部位。

“研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)人的生理年齡與實(shí)際年齡往往不一致，而40歲像是一道分水嶺。”韓敬東說，研究人員對(duì)每位參與者的年齡進(jìn)行模擬計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，40歲以前的樣本預(yù)測(cè)出的年齡和實(shí)際年齡的差距平均在6歲左右，40歲以后的樣本差距變大。

也就是說，40歲以后，生理年齡的個(gè)體差異十分顯著，很多人加速衰老，而很多人能保持青春?！安町愖畲蟮目梢赃_(dá)到10多歲，這意味著有人比同齡人要衰老足足10多歲?！表n敬東說。

科研人員進(jìn)一步觀察分析發(fā)現(xiàn)，人的嘴寬、鼻寬以及嘴巴到鼻子的距離都會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，眼角眼尾則會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而下垂。另外，年輕人的臉部肌膚光滑，脂肪層??；而年紀(jì)大的人臉部會(huì)有脂肪堆積，臉頰豐滿，臉部皮膚下垂。

“這只是衰老領(lǐng)域的一個(gè)研究手段?！表n敬東如此評(píng)價(jià)這項(xiàng)人臉與年齡的研究成果。有了這一研究手段，韓敬東研究組開展了一系列有關(guān)衰老的研究，他們篩選出生理年齡與實(shí)際年齡差異更大或更小的人，通過分析對(duì)比血液的健康指標(biāo)，驗(yàn)證了那些“寫”在臉上的衰老痕跡確實(shí)在血液里也“有跡可循”。

韓敬東表示，在他們選取的血液中的42個(gè)指標(biāo)中，膽固醇、白蛋白等4個(gè)指標(biāo)和衰老高度相關(guān)，這意味著臉部衰老的同時(shí)，人的整個(gè)身體都在衰老。舉例來說，如果女人看起來比實(shí)際年齡要顯老，其血液中膽固醇含量會(huì)比較高；而男人若看起來比實(shí)際年齡顯老，其血液樣本會(huì)顯示白蛋白（血漿中的蛋白質(zhì)）含量會(huì)比較低。研究還發(fā)現(xiàn)，臉部衰老與實(shí)際年齡相差超過6歲的人，他們的血液指標(biāo)變化明顯。

“看臉”訂制個(gè)性化保健方案

——“吃飯七成飽+多運(yùn)動(dòng)+低脂飲食”是“寶典”

能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出年齡，并非韓敬東此項(xiàng)研究的意義所在。更為重要的是，她找到了一個(gè)有效、便捷的人體衰老的標(biāo)記方法。

韓敬東表示，人臉三維圖像分析有望為個(gè)性化醫(yī)療和保健提供標(biāo)準(zhǔn)。“一個(gè)人接受醫(yī)療和保健指導(dǎo)前，可以先拍攝面部三維照片，得到其生理年齡，醫(yī)生根據(jù)這個(gè)年齡制定給藥量等個(gè)性化方案，使之與真實(shí)的衰老程度匹配，這項(xiàng)成果還能成為評(píng)價(jià)抗衰老藥物效果的定量標(biāo)準(zhǔn)。”

對(duì)于個(gè)人來說，也可以依據(jù)這些研究成果，關(guān)注自己臉部的細(xì)節(jié)特征，從而提前掌握人體發(fā)出有關(guān)衰老或不夠健康的信號(hào)。在展示的人臉圖片中，臉頰凸起、眼皮變厚等就與高膽固醇密切相關(guān)。

既然只需要相機(jī)和分析軟件就能預(yù)測(cè)生理年齡，是不是能將這項(xiàng)科研成果變成人人都能使用的手機(jī)軟件，人們可以隨時(shí)隨地自測(cè)生理年齡？韓敬東認(rèn)為目前還很難實(shí)現(xiàn)，原因是現(xiàn)有的三維照相機(jī)較貴，還沒有到普及的程度。

但很多IT公司都把目光投向衰老研究，科技快速發(fā)展可能很快就能讓自測(cè)生理年齡成為現(xiàn)實(shí)。

此外，很多人都關(guān)心是否有延緩衰老、保持青春的“秘訣”，韓敬東給出的答案是，“低脂飲食和多運(yùn)動(dòng)，有助于保持青春?！?/p>

研究組經(jīng)過多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每天吃高脂食物的小鼠壽命大大短于吃低脂食物的小鼠，但如果對(duì)高脂飲食小鼠進(jìn)行70%的進(jìn)食限制，或讓它們自主多運(yùn)動(dòng)，那么它們的壽命就會(huì)和低脂飲食小鼠差不多。這表明，“吃飯七成飽+多運(yùn)動(dòng)+低脂飲食”，是人類延緩衰老的“寶典”。