時間|全球首張“大腦圖表”：胎兒到百歲老人，大腦如何擴張和萎縮核磁共振|人類|擴張|研究|胎兒

法國人De Montbeillard在18世紀末繪制了人類第一張生長曲線圖。從他兒子出生起，他每半年測量并記錄他兒子的身高，直至18周歲，從而獲得了最為完整和測量密度最大的生長曲線圖。自那時起的200多年以來，生長評估已逐漸發展成兒童保健中的一個重要組成部分。
但令人遺憾的是，對我們至關重要的器官大腦來說，至今沒有一張類似可參考的生長發育表。來自賓夕法尼亞大學精神科和費城兒童醫院的神經學家Jakob Seidlitz博士對此即感到不滿，他在帶著他15個月大的兒子去兒科醫生那里檢查時，只能從身高和體重圖表中衡量發育速度， “令人震驚的是，醫生對（大腦）這個重要器官的生物信息了解如此之少。 ”
Seidlitz等人最近的一項研究或許能改變這種狀況。當地時間4月6日，頂級學術期刊《自然》（Nature）在線發表的一項研究顯示，超過200家研究機構組成的一個國際小組繪制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。這張圖表顯示了我們的大腦是如何在生命早期迅速擴張，然后隨著年齡的增長慢慢萎縮。

文章圖片

Seidlitz以及劍橋大學自閉癥研究中心的Richard Bethlehem博士為該論文的共同通訊作者。然而值得一提的是，這是一個跨越六大洲的研究項目的成果，匯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。
這項研究的規模之大讓神經科學家們感到震驚。科學家們在類似的研究中不得不與重復性問題作斗爭，部分原因是樣本量小，磁共振很昂貴，這也就意味著參與實驗的人數常常受到限制。佛羅里達國際大學的認知神經學家Angela Laird評價道， “他們收集的大量數據令人印象非常深刻，確實為該領域樹立了一個新標準。 ”
不過，研究團隊也提醒，目前獲得的大腦圖表僅僅是一份“初稿” ，目前尚不能直接用于臨床。 Bethlehem解釋稱， “我們的大腦圖表研究還處于非常早期的階段，但這表明通過整合巨大的數據集來創建這些工具是有可能的。 ”他認為，這些圖表已經開始為大腦發育提供有趣的見解， “在未來，隨著我們整合更多的數據集和完善圖表，它們最終可能會成為常規臨床實踐的一部分。 ”
向全球實驗室廣發郵件：收集核磁共振數據集
盡管我們粗略地知道，人類的大腦從胎兒時期到30歲之前經歷了一個漫長而復雜的成長過程，然而大約從60歲開始逐漸衰老。但目前并沒有類似生長曲線那樣的圖表來量化與年齡相關的大腦變化。
研究團隊認為，精神疾病和老年癡呆已經構成了全球最大的健康負擔，這凸顯了規范化腦圖表的重要性，對整個生命周期的腦結構進行標準化的量化提供依據。
Seidlitz提到，制造大腦圖表涉及到多項技術和龐大的合作團隊。 “有了大腦成像數據，事情比僅僅拿出卷尺測量一個人的身高或頭圍要復雜一些。 ”但研究人員面臨巨大的挑戰。
每個人的大腦結構都有很大的不同，關于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。 Bethlehem表示，這并不是一項容易完成的任務。
在這項研究中，研究人員并沒有親自進行成千上萬次的掃描，這將花費數十年的時間，成本也高得讓人望而生畏。他們另辟蹊徑，從此前已經完成的神經成像研究入手。 Bethlehem和Seidlitz給世界各地的研究人員發了電子郵件，詢問他們是否愿意為這個項目分享他們的神經成像數據。