大腦掃描顯示嬰兒出生時連接性激增

當(dāng)人腦離開子宮進(jìn)入外部世界時，前所未有的一瞥揭示了爆炸性的生長突增。

腦部掃描表明，在新生兒出生后的最初幾個月內(nèi)，突然涌入的感覺信息會觸發(fā)數(shù)十億個子宮中不存在的新神經(jīng)連接的形成。

以前的研究分析胎兒和新生兒分開，但這項新研究考慮了出生過渡兩側(cè)的 140 人的大腦。該數(shù)據(jù)集包括 126 次產(chǎn)前掃描（大約在受孕后 6 個月開始）和 58 次產(chǎn)后掃描（在出生后三個月左右）。

“有了這個獨(dú)一無二的縱向數(shù)據(jù)集，我們現(xiàn)在第一次有機(jī)會研究出生過程中的大腦變化，”紐約大學(xué) （NYU） 的神經(jīng)科學(xué)家 Lanxin Ji 告訴 ScienceAlert。

“令人驚訝的是，我們對人腦在這個關(guān)鍵發(fā)育階段如何變化的理解仍然存在重大差距?！?/p>

來自紐約大學(xué)的首席研究員 Moriah Thomason 是胎兒領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者核磁共振成像研究，多年來她一直在掃描母親和她們孩子的大腦。胎兒 MRI 研究容易失真和信號丟失，并且由于研究人員正在測量大腦中的血氧水平，這可能不是所有存在通信神經(jīng)元的完美圖片。

也就是說，這是第一項研究靜息功能性 MRI 活動可能會在出生過渡期間發(fā)生變化。

“我們的結(jié)果表明，出生不僅僅是產(chǎn)前大腦生長的延續(xù)，而且是一個影響未來認(rèn)知和行為結(jié)果的獨(dú)特變革階段，”Ji 解釋說。

在出生后的幾周內(nèi)，模型顯示神經(jīng)連接激增，這表明大腦正在拼命嘗試處理和整合新型信息。

但并非所有區(qū)域都受到相同的影響。離開子宮后，一些大腦網(wǎng)絡(luò)以特別復(fù)雜的方式蓬勃發(fā)展，創(chuàng)造了許多新的神經(jīng)連接。

在原始皮質(zhì)下區(qū)域，它們是中心樞紐的一部分，涉及基本生活功能，如運(yùn)動控制、呼吸、眨眼、畏縮和消化。

額葉的某些部分在出生后也表現(xiàn)出劇烈的生長突增，幾個額葉也是如此神經(jīng)橋連接大腦兩側(cè)的區(qū)域，就像雙側(cè)感覺運(yùn)動區(qū)域一樣，它整合感覺信息以告知電機(jī)控制.

新的發(fā)現(xiàn)支持了這樣一個假設(shè)，即在子宮內(nèi)，人腦擁有基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)忙于處理“局部”事務(wù)。然而，這些地方事務(wù)一出生就變得“全球化”，與比以往任何時候都更遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

在最初的生長激增之后，新生大腦逐漸經(jīng)歷重組，以修剪低效的途徑在網(wǎng)絡(luò)之間并加強(qiáng)他人。結(jié)果是大腦是如何連接的.

出生是人類生活中最重要的事件之一，隨著神經(jīng)影像學(xué)的不斷進(jìn)步，科學(xué)家們越來越接近于觀察這一時刻在最關(guān)鍵的器官中展開。

“這項工作為未來關(guān)于跨越圍產(chǎn)期的大腦功能網(wǎng)絡(luò)成熟時間的工作奠定了基礎(chǔ)，”Ji 告訴 ScienceAlert。

“從這項工作延伸出來，人們可以想象進(jìn)一步的研究，研究性別、早產(chǎn)和產(chǎn)前逆境等因素如何與兒童大腦網(wǎng)絡(luò)發(fā)育的時間和生長模式相互作用?！?/p>

該研究發(fā)表在PLOS 生物學(xué).

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