國際專家合繪大腦圖表
還原大腦如何擴張萎縮

1 個 月前
國際專家合繪大腦圖表
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人類大腦是世界上已知的最先進和複雜的器官,雖然數百年來人們試圖研究和揭開人腦之謎,但我們對它的了解仍然有限。超過200家研究機構組成的一個國際小組,為此繪製了涵蓋人類整個生命周期的大腦圖表,時間跨度從15周大的胎兒到100歲的老人,以顯示人類大腦是如何在生命早期迅速擴張,然後隨著年齡的增長慢慢萎縮。

掃描對象由15周胎兒到100歲老人

這是一個跨越六大洲的研究項目的成果,彙集了可能是有史以來最大的核磁共振(MRI)數據集,這些數據來自全球100多項不同研究的123984次核磁共振掃描,核磁共振參與者達到101457人。這些掃描對象包含了懷孕15周的胎兒到100歲的老年人;包括正常神經系統的人的大腦,以及患有各種疾病(如阿爾茨海默氏症)和神經認知差異(如自閉症譜系障礙)的人的大腦。

據了解,目前獲得的大腦圖表僅僅是一份「初稿」,目前尚不能直接用於臨床。而製造大腦圖表涉及到多項技術和龐大的合作團隊,因為每個人的大腦結構都有很大的不同,關於人類大腦的研究常常需要收集大量的掃描數據,才有可能創建一套具有統計學意義的權威生長圖表,而這並不是一項容易完成的任務。

大腦連接在28.7歲時達到峰值

該研究團隊觀察到的關鍵里程碑包括,大腦皮層灰質總體積(GMV,腦細胞)從懷孕中期開始迅速增加,在5.9歲時達到峰值,隨後呈近線性下降。研究指出,這一高峰比之前的報告晚了2到3年。他們認為,此前那些報告依賴的樣本更小,年齡限制更大。

白質總體積(WMV,大腦連接)也從懷孕中期到幼兒期迅速增加,在28.7歲時達到峰值。在50年後開始加速下降。

與皮層灰質總體積(GMV)和白質總體積(WMV)相比,皮層下灰質總體積(sGMV,控制身體功能和基本行為)呈中間生長模式,在14.4歲時達到峰值。研究稱,白質總體積(WMV)和皮層下灰質總體積(sGMV)峰值均與之前的神經成像和屍檢報告一致。

相比之下,腦脊液(CSF)在2歲前呈增長趨勢,隨後在30歲前處於穩定狀態,然後緩慢線性增長,在60歲時呈指數增長。

靠近生命末期 腦脊液變化最大

研究還指出,從個體差異角度來看,皮層灰質總體積(GMV)個體差異早期逐漸增加,在4歲時達到峰值,而皮層下灰質總體積(sGMV)變異性則在青春期晚期達到峰值,白質總體積(WMV)在40歲左右個體間變異最大。有趣的是,腦脊液(CSF)則是在靠近人類生命末期時,不同個體之間變化最大。

從長遠來看,研究團隊希望將大腦圖表用作臨床工具。例如,阿爾茨海默症會導致神經退化和腦組織喪失,因此受這種疾病影響的人可能會比同齡人的大腦容量減少。然而,從大腦圖表中可以明顯看出,隨著年齡的增長,大腦的大小會自然地減小,而阿爾茨海默氏症患者的減小速度要快得多。

編輯:Sun

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