全球首次大规模脑部研究,证实大脑大小随年纪变化!

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美国宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)研究人员与全世界研究团队合作,蒐集了101,457人的123,894次脑部核磁共振MRI扫描影像,这是全球首次最大规模的脑部影像研究,年龄跨度从受孕16周后的胎儿到100岁的成年人都含括,显示了人类大脑如何在生命早期迅速扩张,接着,随着年纪增长慢慢萎缩。此项研究成果已刊登在学术期刊《Nature》。

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绘制人类生命周期脑图表

数据库中的脑部影像包括典型人类大脑,以及患有各种疾病(如阿兹海默症)与神经认知差异(包括自闭症类群障碍)者的大脑。研究人员再利用统计模型创建数据,确保无论资料提供者使用哪种类型的MRI机器,扫描结果都具有直接可对比性。

最终得到的研究成果是一组图表,按年龄绘制了几个关键的大脑指标,例如灰质(grey matter)体积与平均皮质(cortex)厚度在人的发育早期达到巅峰,而白质的体积在接近30岁左右达到巅峰。尤其是关于脑室(脑脊髓液量)的资料,让研究人员感到惊讶,因为科学家们知道脑脊髓液量会随着年龄的增长而增加,它通常与脑萎缩有关,但研究人员对于脑室在成年后期的增长速度感到震惊。

明显缺乏多样性为目前限制

这项海量研究规模的数据震惊神经科学界,长期以来样本量小,而不得不在研究中解决可重复性的问题,且MRI施作的成本价格不低,因此限制了此方面的研究发展。

研究团队的脑部扫描资料主要来自北美及欧洲,不成比例地反映了白人、大学年龄、城市与富裕人群。剑桥大学认知神经科学家Sarah-Jayne Blakemore认为,该研究仅包括三个来自南美的数据库及一个来自非洲的数据库,约占研究中使用的所有脑部扫描的1%,限制了研究结果的普遍性。

不过研究团队并没有因此放弃,创建了网站、将数据库开放供学术研究,并邀请更多的脑部图像资料蒐集。目前虽然无法做为临床使用,但有朝一日仍然希望能作为医师的常规临床工具,如同儿童生长曲线资料。

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参考资料:Nature, 2022; https://www.nature.com/articles/d41586-022-00971-1

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