全球首次大規模腦部研究,證實大腦大小隨年紀變化!

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美國賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)研究人員與全世界研究團隊合作,蒐集了101,457人的123,894次腦部核磁共振MRI掃描影像,這是全球首次最大規模的腦部影像研究,年齡跨度從受孕16週後的胎兒到100歲的成年人都含括,顯示了人類大腦如何在生命早期迅速擴張,接著,隨著年紀增長慢慢萎縮。此項研究成果已刊登在學術期刊《Nature》。

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繪製人類生命週期腦圖表

資料庫中的腦部影像包括典型人類大腦,以及患有各種疾病(如阿茲海默症)與神經認知差異(包括自閉症類群障礙)者的大腦。研究人員再利用統計模型創建數據,確保無論資料提供者使用哪種類型的MRI機器,掃描結果都具有直接可對比性。

最終得到的研究成果是一組圖表,按年齡繪製了幾個關鍵的大腦指標,例如灰質(grey matter)體積與平均皮質(cortex)厚度在人的發育早期達到巔峰,而白質的體積在接近30歲左右達到巔峰。尤其是關於腦室(腦脊髓液量)的資料,讓研究人員感到驚訝,因為科學家們知道腦脊髓液量會隨著年齡的增長而增加,它通常與腦萎縮有關,但研究人員對於腦室在成年後期的增長速度感到震驚。

明顯缺乏多樣性為目前限制

這項海量研究規模的數據震驚神經科學界,長期以來樣本量小,而不得不在研究中解決可重複性的問題,且MRI施作的成本價格不低,因此限制了此方面的研究發展。

研究團隊的腦部掃描資料主要來自北美及歐洲,不成比例地反映了白人、大學年齡、城市與富裕人群。劍橋大學認知神經科學家Sarah-Jayne Blakemore認為,該研究僅包括三個來自南美的數據庫及一個來自非洲的數據庫,約占研究中使用的所有腦部掃描的1%,限制了研究結果的普遍性。

不過研究團隊並沒有因此放棄,創建了網站、將資料庫開放供學術研究,並邀請更多的腦部圖像資料蒐集。目前雖然無法做為臨床使用,但有朝一日仍然希望能作為醫師的常規臨床工具,如同兒童生長曲線資料。

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參考資料:Nature, 2022; https://www.nature.com/articles/d41586-022-00971-1

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