人類全生命周期大腦發育圖繪就

一個國際研究團隊日前繪制了覆蓋人類整個生命周期的大腦發育標準參考圖。4月6日，《自然》雜志報告了這一成果。

共同通訊作者、英國劍橋大學的Richard Bethlehem說：“這是科學家第一次把從出生前到老年的不同腦部發育模式‘編織’在一起。”

Bethlehem和美國賓夕法尼亞大學的Jakob Seidlitz等研究人員分析了100多項研究中的123984次核磁共振掃描結果。這些掃描來自101457人，涉及16.5周的胎兒到100歲的老人。研究人員使用統計模型從圖像中提取信息，并確保無論使用哪種類型的機器，掃描結果都具有直接可比性。

該研究匯集了有史以來最大的核磁共振掃描數據集，其規模之大令神經科學家震驚。佛羅里達國際大學認知神經科學家Angela Laird說：“他們收集的海量數據集令人印象深刻，為這一領域樹立了新的標準。”

這些圖譜直觀展示了人類大腦在生命早期是如何快速擴張，然后隨著年齡的增長而緩慢收縮的。

從4個月到3歲，參與者的大腦從其最大體積的10%增加到80%，在11歲左右達到峰值（1066立方厘米），然后逐漸下降。灰質的體積從妊娠中期開始迅速增加，在6歲之前達到峰值，然后開始緩慢下降。白質的體積也從妊娠中期到兒童早期迅速增加，在29歲之前達到峰值，50歲后開始加速下降。皮層下（控制身體功能和基本行為）的灰質體積在青春期的14歲半達到峰值。

盡管如此，作者稱很難從全球所有地區收集大腦掃描數據，由此產生的圖表只是“初稿”，需要進一步調整才能在臨床環境中使用。但研究團隊希望它將來成為一種常規的臨床工具，類似于標準化的兒科生長圖表。

斯坦福大學的Vaidehi Natu說：“我很高興了解到這一重大進展，它將幫助我們在未來更準確、更早期地診斷非典型發育模式和神經退行性疾病。”

與此同時，研究人員指出，需要研究更多樣化人群的腦部掃描。Bethlehem說：“在我們的研究中，大多數北美、歐洲血統的城市居民和相對富裕的人傾向于參與這些研究。未來希望將其擴展得更具廣泛性，也更具臨床相關性。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/d41586-022-00971-1