人类首张大脑图表:胎儿到老人,扩张到萎缩( 三 )


研究团队还发现了不同区域的神经发育轨迹的峰值存在显著的区域差异 。与5.9岁时皮层灰质总体积(GMV)达到峰值相比,34个皮层区域的灰质体积达到峰值的年龄变化很大,区域在2岁到10岁之间 。初级感觉区域达到体积峰值最早,峰值后下降更快;而额颞联合皮层区域达到体积峰值较晚,峰值后下降则较慢 。
总体而言,成熟较早的腹侧-尾侧区域皮层的体积峰后下降速度较快,而成熟较晚的背侧-喙侧皮层的体积峰后下降速度较慢 。
研究团队强调,值得注意的是,这种空间发展轨迹的模式再现了从“基础感知觉-联合皮层”梯度,而这一梯度一直与大脑结构和功能的多个方面密切相关 。

人类首张大脑图表:胎儿到老人,扩张到萎缩

文章插图
神经发育里程碑 。
值得关注的是,从长远来看,研究团队希望将大脑图表用作临床工具 。例如,阿尔茨海默症会导致神经退化和脑组织丧失,因此受这种疾病影响的人可能会比同龄人的大脑容量减少 。然而,从大脑图表中可以明显看出,随着年龄的增长,大脑的大小会自然地减小,而阿尔茨海默氏症患者的减小速度要快得多 。
“你可以想象,它们被用来帮助评估患有阿尔茨海默症等疾病的患者,让医生通过比较患者的脑容量与同龄人相比变化的速度,来发现神经退化的迹象 。”Bethlehem表示 。
当然,论文中也明确提醒,该研究并不意味着在临床实践中已经达到了定量精确诊断单个患者MRI扫描的最终目标 。他们的大脑图表研究仍处于非常早期的阶段 。
研究团队还希望让大脑图表更能代表整个人群,这就需要更多的大脑核磁共振数据 。他们收集的大脑扫描数据主要来自北美和欧洲,不成比例地反映了白人、大学年龄、城市和富裕人群 。该研究仅包括3个来自南美的数据集和1个来自非洲的数据集,占该研究使用的所有脑部扫描数据的1%左右 。
剑桥大学认知神经学家Sarah-Jayne Blakemore说,这限制了研究结果的普遍性 。
“然而,目前的工作证明了一个原则,即构建标准图表来衡量大脑结构的个体差异,已经可以在全球范围内和整个生命过程中实现 。”研究团队认为,这项研究为神经影像研究界提供了一套开放的科学资源,将会加速MRI数据标准化定量评估的进一步进展 。
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