人類全生命周期大腦發(fā)育圖繪就

?研究人員通過匯總12萬余次掃描圖像,繪制了人類全生命期的大腦發(fā)育圖。圖片來源:Zephyr/SPL
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(fā)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(fā)育模式‘編織’在一起?!?/div>
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(tǒng)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(shù)據(jù)集,其規(guī)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(shù)據(jù)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?;屹|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(qū)收集大腦掃描數(shù)據(jù),由此產生的圖表只是“初稿”,需要進一步調整才能在臨床環(huán)境中使用。但研究團隊希望它將來成為一種常規(guī)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(fā)育模式和神經退行性疾病?!?/div>
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(shù)北美、歐洲血統(tǒng)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?!?/div>
相關論文信息:https://doi.org/10.1038/d41586-022-00971-1
來源:中國科學報


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