“看臉”破解衰老的奧秘

玉琳

“人臉”與“年齡”之間有什么關(guān)系？

這聽上去是一個很簡單的問題。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。這是因為在人的衰老過程中，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)常會遇到這樣的情況，年齡相仿的兩個人，一個看起來“顯年輕”，一個看上去“顯老”，這意味著，我們的“生理年齡”可能與“實際年齡”是對不上的，而這種差別隨著年齡增大還會越來越明顯。

中科院上海生命科學(xué)研究院計算生物學(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)測一個人的“生理年齡”，將“生理年齡”與“實際年齡”對比，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，這在國際上尚屬首次。不僅如此，這項研究成果的價值還在于，能精準(zhǔn)預(yù)測人的衰老程度，并有助于分析與衰老相關(guān)的疾病發(fā)生的風(fēng)險，由此設(shè)計個性化的醫(yī)療和保健方案。

年齡“寫”在臉上

——預(yù)測年齡與實際年齡吻合度超過85%

生、老、病、死，這是地球上每一個生命體都要經(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、小鼠等實驗動物的死亡曲線，或是增加實驗動物在高輻射、高溫等極端環(huán)境下的生存時間等方式，研究衰老的奧秘，尋找對抗衰老的辦法。但是，要繪制死亡曲線，線蟲需要幾個月，小鼠則要3年。如果以人為研究對象，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。

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

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

拍攝得到的所有原始三維面部圖像，因為數(shù)據(jù)的頂點個數(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)化到相同頂點個數(shù)。韓敬東解釋，這個過程首先要識別出有顯著特征的面部特征點，然后參考這些特征點基于薄板樣條法將所有的樣本匹配到一個固定的參照模型上，從而達(dá)到對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)測模型，對每位參與者的年齡進(jìn)行模擬計算，得出這些參與者的預(yù)測年齡。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)測年齡與實際年齡的吻合度在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)測人的年齡，與她團(tuán)隊的人臉預(yù)測獲得的結(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個指標(biāo)和衰老高度相關(guān)

“我們主要找人臉上隨著年齡會有變化的點，只需有其中200-300個點就足夠精確預(yù)測年齡了。”韓敬東介紹說，這些點包括人的眼睛、鼻子、嘴巴邊上，還有鼻唇溝等部位。

“研究發(fā)現(xiàn)，一個人的生理年齡與實際年齡往往不一致，而40歲像是一道分水嶺。”韓敬東說，研究人員對每位參與者的年齡進(jìn)行模擬計算后發(fā)現(xiàn)，40歲以前的樣本預(yù)測出的年齡和實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，生理年齡的個體差異十分顯著，很多人加速衰老，而很多人能保持青春。“差異最大的可以達(dá)到10多歲，這意味著有人比同齡人要衰老足足10多歲。”韓敬東說。

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隨著年齡的增長而增加，眼角眼尾則會隨著年齡的增長而下垂。另外，年輕人的臉部肌膚光滑，脂肪層薄；而年紀(jì)大的人臉部會有脂肪堆積，臉頰豐滿，臉部皮膚下垂。

“這只是衰老領(lǐng)域的一個研究手段。”韓敬東如此評價這項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際年齡差異更大或更小的人，通過分析對比血液的健康指標(biāo)，驗證了那些“寫”在臉上的衰老痕跡確實在血液里也“有跡可循”。

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

“看臉”訂制個性化保健方案

——“吃飯七成飽+多運動+低脂飲食”是“寶典”

能準(zhǔn)確預(yù)測出年齡，并非韓敬東此項研究的意義所在。更為重要的是，她找到了一個有效、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性化醫(yī)療和保健提供標(biāo)準(zhǔn)。“一個人接受醫(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)這個年齡制定給藥量等個性化方案，使之與真實的衰老程度匹配，這項成果還能成為評價抗衰老藥物效果的定量標(biāo)準(zhǔn)。”

對于個人來說，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。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)測生理年齡，是不是能將這項科研成果變成人人都能使用的手機(jī)軟件，人們可以隨時隨地自測生理年齡？韓敬東認(rèn)為目前還很難實現(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生理年齡成為現(xiàn)實。

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，“低脂飲食和多運動，有助于保持青春。”

研究組經(jīng)過多項實驗發(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，但如果對高脂飲食小鼠進(jìn)行70%的進(jìn)食限制，或讓它們自主多運動，那么它們的壽命就會和低脂飲食小鼠差不多。這表明，“吃飯七成飽+多運動+低脂飲食”，是人類延緩衰老的“寶典”。