年代不问原因,简单,简单!”亨利·大卫·梭罗在他1854年的回忆录中如是说《瓦尔登湖》在信中，他赞扬了“斯巴达式”生活的优点。圣托马斯阿奎那宣扬简单能让人更接近上帝。艾萨克·牛顿相信它通向真理。简化的过程，我们被告知，可以照亮美，去除不必要的杂乱和压力，并帮助我们专注于真正重要的东西。
这也可能是衰老的迹象。年轻的健康和活力在许多方面取决于复杂性。骨骼的强度来自于复杂的结缔组织支架。精神敏锐度来自于相互连接的神经元网络。甚至像心跳这样看似简单的身体功能也依赖于代谢控制、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失去了复杂性，使它们的弹性降低，最终导致虚弱和疾病。
要理解这种损失，我们必须首先定义科学意义上的“复杂性”。假设有一台鲁布·戈德堡机器，动作一个接一个，然后一个接一个，以线性方式依次进行，最后，比如，挠背或把餐巾递到嘴边。虽然这个过度设计的装置看起来很复杂，但实际上非常简单:一个给定的输入总是产生相同的输出。它的简单性使得它的行为很容易预测。它还会使系统变得脆弱，因为链条上的一个断裂就会破坏整个系统的功能。
相反，一个复杂的过程涉及多个不同的组件在时间和空间的多个尺度上相互作用。由于这些相互作用是非线性的，输出与输入不成比例，因此更加不稳定和不可预测。例如，想想抬起你的脚需要什么。电气、化学和机械部件必须在分子、细胞、器官和系统水平上不断协调。细胞内的遗传机制产生蛋白质为肌肉提供动力;胃肠道器官消化和代谢糖以提供能量;大脑中的运动中心计划并指挥运动，同时神经将这些信息传递给肌肉纤维，并将有关你的脚在空间中的位置的反馈传递给大脑。作为一个整体，这个过程不仅仅是各个部分的总和。
随着年龄的增长，我们大脑、骨骼、肾脏和皮肤中组织的分形网络都失去了结构的复杂性。
我们可以通过借用混沌理论、非线性动力学和统计物理领域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:它在多个测量尺度上看起来与自身相似。云、海岸线、树木、河流、山脉和断层线都是分形结构的例子。无论是在飞机上还是在地面上，用放大镜或显微镜检查，它们的外观基本上保持不变。
在身体内部，动脉、神经元、骨骼和支气管以类似的方式组织。如果我们跨越时间而不是空间进行测量，我们也会在生理信号的每时每刻波动中看到分形模式，包括心率、呼吸频率、血压、脑电波和荷尔蒙分泌。与你可能预期的相反，这些波动并不遵循规律或周期性的模式，而是显示出一种复杂的变化类型——即所谓的“确定性混沌”。虽然振荡是不规则的，但当以秒、分、小时或天来观察时，它们看起来是自相似的。
衡量一个类分形结构复杂性的一种方法是计算它的“分形维数”。分形有一种称为“幂律缩放”的特性:测量尺度越小，物体的长度就越大。分形维数，从这个逆关系中得到，告诉我们物体所占空间的大小。更多的空间等于更多的复杂性。一个相对浓密(更复杂)的分支结构，比如一棵树，它的分形维数会比一个更精简(更不复杂)的结构更高。
另一种常见的衡量复杂性的指标，称为“多尺度熵”，通常适用于各种过程，比如心率的每一节拍的变化，或者当你站着保持平衡时，身体每时每刻的姿势变化。多尺度熵计算一个测量到的模式在不同尺度的时间内重复的可能性。重复可能性非常低的模式，如白噪声或随机性，并不非常复杂。也不是在单一时间尺度上有高重复可能性的模式，比如节拍器的正弦滴答声。然而，不同时间尺度的模式可能有相似之处，它们更像分形，因此也更复杂。
越来越多的研究表明，随着年龄的增长，生物的复杂性会降低，因为各种组织和器官及其沟通途径会逐渐破坏。随着年龄的增长，我们大脑、骨骼、肾脏和皮肤中组织的分形网络都失去了结构的复杂性。这种损失削弱了他们适应压力的能力，并可能最终导致疾病或残疾。例如，当骨组织中的微观支柱变薄和断开时，就像骨质疏松症发生的那样，骨头变得脆弱，容易断裂。同样，大脑中神经连接的修剪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氏病。
生理过程也会随着年龄的增长而失去复杂性。以心率为例。虽然平均每分钟的心跳在人的一生中可能保持相对稳定，但随着年龄的增长，心跳之间的微小变化变得更有规律(不那么复杂)。大量研究将这种变化与心脏病和死亡率联系起来:信号越简单，心律失常、心脏病发作和心力衰竭的可能性就越高。类似地，神经活动产生的电信号在老年人中显得不那么复杂。随着复杂性的下降，运动控制和认知功能也会下降，包括步态、注意力和记忆力。
好消息是，我们可能能够减缓，甚至逆转一些随年龄增长而产生的复杂性损失。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。中国的太极拳结合了身体运动、呼吸技术和冥想，对姿势控制有类似的效果。当你站着不动时，你可能会注意到你的身体在微微摆动，因为你的肌肉在做微小的调整，以保持双脚平衡。我们可以在力板上记录这些波动，这样我们就可以计算出它们的复杂性。较低的复杂性与较差的平衡、较慢的步态和摔倒的风险相关。但太极似乎提供了一种解药:在最近的一项研究中，我和同事发现，仅仅12周的太极训练就可以改善老年人(包括90多岁的老年人)姿势摇摆的复杂性。完成训练方案的受试者也提高了步态速度，因此更有可能避免摔倒。
我们还发现，我们可以通过在脚底施加非常微弱、随机的振动来提高姿势控制的复杂性。这种干预是如何起作用的还不清楚。这种感觉不到的振动有可能给感觉系统增加了低噪音，增加了对神经感受器的输入，从而降低了它们的刺激阈值。这种现象被称为随机共振，可能会增强神经细胞收集有关脚的位置和位置信息并作出反应的能力。因此，身体能够做出更复杂、更有适应性的姿势调整。
在社会范围内维护复杂性还可以获得额外的好处。研究一致表明，拥有广泛多样的社交网络与更好的健康和幸福有关。与社会孤立的人相比，有联系的人更长寿，更少抑郁，更有可能从心脏病、中风和其他急性疾病中康复。简单地增加日常生活的复杂性就能产生深远的影响:例如，学习新技能或解决智力谜题可以帮助改善认知功能，并可能有助于预防痴呆症。
所以，如果你想像梭罗那样，梦想退休后到安静的海滩或森林里去，“从容地生活，只面对生活的基本事实”，我邀请你接受一个新的咒语:复杂性，复杂性，复杂性!
刘易斯·a·利普西茨(Lewis a . Lipsitz)是希伯来老年生命(Hebrew senorlife)老年研究所的所长哈佛医学院的医学教授贝斯以色列女执事医疗中心老年医学部门主任，他是那里的一名执业老年医学医生。他的研究重点是与衰老相关的行动能力和认知障碍的原因和预防。
主要的照片拼贴是由唐纳德·伊恩·史密斯/盖蒂图片社和大卫·温蒂纳/盖蒂图片社制作的
本文最初发表于2016年5月的《Aging》杂志。
