2025年12月7日
从儿童期到晚年的关键大脑发育阶段
研究人员已绘制出大脑结构网络从出生到90岁的发育过程，揭示了拓扑变化的五个关键阶段。通过对4200多名参与者进行扩散成像并运用高级图论分析，他们确定了四个主要转折点，分别在9岁、32岁、66岁和83岁左右，此时大脑网络组织发生显著变化。这些发现突显了大脑发育和衰老的非线性动态特性。
第一阶段：婴儿期至儿童期（0-9岁）
第一阶段涵盖婴儿期到早期儿童期，其特征是大脑快速生长和突触修剪。尽管整体网络整合度下降，但邻近区域之间的连接增强，形成局部高效网络。大约9岁时，出现一个重大转折点：大脑开始重组，为青春期做准备。这与青春期开始以及关键的认知、情感和行为里程碑相吻合，包括学习潜力的提升和心理健康脆弱性的显现。
第二阶段：青春期至成年早期（9-32岁）
在9岁到32岁之间，大脑网络变得越来越整合和高效。这一阶段对应于后期儿童期、青春期和成年早期。白质体积和完整性达到峰值，促进了更协调和全球连接的网络。中心性（即某些大脑区域在网络中的影响力）在此期间发挥关键作用，支持认知和情感成熟。到32岁左右，大脑拓扑结构再次转变，反映了向成年网络稳定性的过渡。
第三阶段：成年期（32-66岁）
在成年期，网络变化放缓，全球整合度略有下降，而分离度增加。这一稳定期与智力、个性巩固和相对认知一致性的峰值相对应。尽管大脑结构变化较为细微，但局部效率和模块化组织继续优化信息处理和流动。
第四阶段：早期衰老期（66-83岁）
在早期衰老过程中，大脑表现出模块性增加和选择性重组，同时白质完整性下降。网络架构的这种简化与年龄相关认知变化的风险增加相吻合，包括高血压相关的认知衰退和早期痴呆症发作。尽管有这些变化，许多成年人由于局部网络连接的弹性而保持认知功能。
第五阶段：晚期衰老期（83-90岁）
最后阶段显示大脑整体网络连接进一步减少。只有特定节点保持重要性，反映了针对性的局部网络活动。这种年龄-拓扑关系的下降表明晚年大脑可塑性的自然减缓，尽管个体差异仍然显著。
对大脑健康的影响
通过界定这五个生命阶段，该研究为理解认知发展、学习潜力和衰老大脑提供了一条路线图。识别网络重组发生的时间可能指导干预措施，以支持终身的心理健康、学习和健康老龄化。
参考文献
Mousley A 等. 人类生命周期中的拓扑转折点. 《自然通讯》. 2025;16(1):10055.
作者：阿达·埃内斯科
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