胎儿到新生儿：大脑连接如何快速“上线”？

Via：Pixabay

作者 |Claire Turner

翻译 |Caroline

审校 | 酷炫脑

美工|Jenny

编辑 | 加薪

在我们出生时，大脑各区域间的功能连接迅速激增，这一变化可能是大脑适应外部世界所需神经过程的重要体现。

近日，纽约大学医学院的Lanxin Ji与Moriah Thomason携手领导的研究团队，在《PLOS生物学》期刊上发表了他们的最新研究成果。研究深入探索了胎儿至婴儿阶段大脑成像数据中的奥秘，发现在我们出生时，大脑各区域间的功能连接迅速激增，这一变化可能正是大脑适应外部世界所需神经过程的重要体现。

探究人类生命初期大脑功能网络的发育顺序与时间脉络，对于揭开大脑发育的神秘面纱至关重要。然而，关于大脑功能网络如何在出生过渡期逐步形成并发展，科学界仍有许多未知等待解答。

为了填补这一认知空白，Thomason及其同事利用一项大型功能磁共振成像数据集，对胎儿从妊娠25周至55周的大脑功能网络发育轨迹进行了精细建模。这项研究汇聚了来自140名受试者的宝贵数据，其中包括126次胎儿扫描和58次婴儿扫描。

在研究过程中，研究人员观察到了大脑不同区域呈现出各异的生长模式，这表明伴随着出生过渡的神经变化在整个大脑中并非均匀分布。在静息状态下，即在没有明确任务指令的情况下，大脑区域之间依赖血氧水平变化的信号相关性（也被称作静息态功能连通性RSFC）在某些区域变化微乎其微。

但在皮层下网络、感觉运动网络和上额叶网络，RSFC在出生过渡期间经历了快速的重组。皮层下网络作为大脑的中心枢纽，几乎传递所有进出皮层的信息，并调节皮层区域之间的交流，其在邻近节点内的交流效率显著提高。

与此同时，从胎儿期到新生儿期，感觉运动区和顶叶-额叶区的全局效率也逐渐提升，这可能反映了大脑内部连接的建立或加强，以及多余连接的消除。

这项研究不仅揭示了早期大脑发育的基本特征，而且为今后研究环境因素如何影响大脑发育过程奠定了坚实的基础。未来，进一步的研究有望揭示性别、早产、产前逆境等因素如何与儿童大脑网络发育的时间和生长模式相互作用，从而更深入地理解大脑发育的复杂机制。

作者还强调：“这项研究首次详细记录了出生过渡期大脑功能网络的重大变化。我们观察到，大脑的生长模式具有鲜明的区域特异性，功能连接组的某些区域变化甚微，而另一些区域则在出生时急剧增加，这一发现为我们理解大脑发育的奥秘提供了新的视角。”

Via：《宝贝老板》

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参考文献（点击滑动查看）

1.Lanxin Ji et al. (2024). Trajectories of human brain functional connectome maturation across the birth transition. PLOS. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002909