如果你有一辆汽车，你就会注意到，发动机的效率随时间的推移而降低。你开得越远，完成同样旅程所需的燃料就越多。直到最后动力严重不足，爬一段缓坡都需要物理推力。

现在，人们发现，人脑也是同样情况。在每个脑细胞中发现的名为线粒体的微观结构相当于我们思想和情感的发动机。随着年龄的增长，它们越来越难以产生足够的能量为思维提供动力。更糟的是，与尾部留下一团烟雾的旧车类似，脑细胞的动力装置也开始产生多余的废料，慢慢毒害我们的大脑。这意味着功能失调的线粒体可能导致许多最具破坏性的脑病，包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和运动神经元疾病。

根据这种神经变性的“大一统理论”，我们可以通过恢复神经元的动力装置给神经元充电，从而延长大脑的健康功能。这种思路已经启发某些令人兴奋的新疗法，以解决与年龄相关的脑病。目前有多种候选药物都在研究之中。一些研究人员甚至开始探索把健康线粒体移植到受损的老化大脑使其恢复活力的可能性。

得克萨斯大学健康科学中心的神经学家克劳迪奥·索托说：“如果你不断给汽车换零件，它就能永远开下去。那么，如果我们尝试用细胞做同样的事情，那会发生什么？”这听起来很大胆，但已经有迹象表明可能会奏效。

神经变性是一个巨大的健康负担。随着世界人口的老龄化，这个问题也变得日益严重。根据最新估计，到2050年，全球将有大约1.52亿人患有痴呆症，主要是阿尔茨海默病。帕金森病虽然没有那么普遍，但据认为每37个人当中就有一人会患这种病。尽管一些药物能够缓解症状，延缓这些神经退行性疾病的发展，但科学家正试图更好地了解这些复杂疾病的成因。

他们越来越意识到，作为细胞内部发动机的线粒体可能是关键。除了细胞核，这些微小的细胞器——每一个只有几微米长——是细胞中最复杂的元素。在进化史中，它们被认为以独立的生命形式存在，然后以某种方式进入细菌并与它们建立互惠互利的关系。线粒体产生能量的能力有助于包括人类在内的多细胞生物的进化。如今，它们存在于你的每一个细胞之中——红细胞除外。

与任何发电机一样，线粒体也需要燃料，在这种情况下是葡萄糖。它们利用这种糖，在细胞质中经过一些初始处理后合成一种名为三磷酸腺苷（ATP）的分子，为细胞过程提供可利用的能量。大脑是所有器官中最饥饿的一个，消耗身体20%的能量，但质量只占2%。神经元需要大量能量支持电信号和神经键的不断微调，这使得它们尤其容易受到代谢紊乱的影响。