黄金期|我国科学家首次绘制脑发育黄金期生长曲线

央广网北京4月21日消息 脑是人类智慧的所在 。 6岁时 , 儿童的大脑成熟度超过90% 。 因此 , 6岁之前被认为是脑发育的“黄金”期 , 是感知觉经验和智力发育的核心阶段 。 多种遗传、环境因素引起的脑发育异常(如自闭症) , 多于此年龄阶段累积并呈现症状 。 童年脑发育与功能的完善 , 不仅是人脑早期发展与重塑的基石 , 也是人生意义和价值判断形成的生理基础 , 是毕生幸福感的源泉 。
长久以来 , 受到临床检查手段、家长与儿童配合度、神经影像模型构建方法等限制 , 人脑发育期的影像图谱研究多集中在6岁以后的年龄段 , 严重制约了人们对脑发育关键期的机制理解 , 也阻碍了基于影像技术对脑发育疾病的早期诊断体系的进展 。 因此 , 脑发育领域中始终缺乏“生长曲线”这一“度量衡”的构建 , 使得我们无法对儿童的脑发育状态实施“脑龄”、“脑发育得分“等精准评估 。
天桥脑科学研究院研究员、上海交通大学医学院附属精神卫生中心杨志教授、袁逖飞教授与浙江大学医学院附属儿童医院的傅君芬教授、张洪锡主任及合作者基于近十年的儿童脑影像数据积累 , 联合发布了首个儿童1-6岁脑生长曲线模型 , 精细刻画了脑在发育黄金期的结构变化 , 发展了儿童的个体化发育状态评估方法 。
研究团队首先系统描绘了脑主要组织(皮层体积、皮层厚度、脑白质体积、皮层下核团体积)随年龄的变化规律 , 进一步针对各个脑区如扣带回、额叶皮层、杏仁核、海马等)实现精细分割并绘制图谱 , 阐明其动态变化规律 。
进一步 , 研究团队致力于构建儿童脑生长曲线 , 以实施“个体化脑检查”与“脑发育得分”的评估 。 团队构建了总共90个脑形态特征的生长曲线模型 , 用于评估儿童的每个脑结构在同龄、同性别群体中的相对位置 , 即“脑发育得分” , 从而显示某些脑结构的发育异常 。 团队结合“脑发育得分”和机器学习技术 , 准确识别了儿童的语言言语发展迟缓症状 , 准确率达87.5% 。
这些研究为脑发育黄金期的个体化、精细化评估提供了标准化模型 , 也为多种脑发育疾病的早期识别、诊断与个性化评定提供了重要依据 。 “脑发育得分”的精准评估 , 是儿童脑科学研究的基础工具;不同脑区的个体化生长曲线 , 有助于揭示智力、情感、人格、幸福感、创造力等重要脑功能的发育模式 , 也为童年教育中的因材施教、个体化培养提供了新途径 。
【黄金期|我国科学家首次绘制脑发育黄金期生长曲线】该研究于2022年4月14日在线发表在国际著名神经影像学期刊上 。 杨志、袁逖飞、傅君芬为通讯作者 , 张洪锡和李嘉为第一作者 。 该研究受到了国家自然科学基金等项目资助 。 (本文参考:上海交大医学院附属精神卫生中心微信公众号https://mp.weixin.qq.com/s/UMgHO_W48FFHFdfuuFMOtw)