相信很多爸爸妈妈都有这样一个体会:孩子小的时候,那简直是一天一个模样,成长得飞快。
而除了身体上的成长,孩子的大脑在胎儿期的最后几个月和出生后的第一年,也会经历非常显著的发育变化。
一直以来,科学家都在集中探索这一早期发育阶段的轨迹,希望绘制出健康大脑发育的标准蓝图。
耶鲁大学的研究人员发现,大脑发育年龄模型可以有效用于追踪健康的大脑发育,并揭示影响发育进程的环境因素。此外,研究还发现,大脑发育过快并不总是好事。
这项新研究分析了来自英国「发展人类连接组计划」收集的 600 多名足月和早产婴儿的结构性和功能性大脑影像数据。
研究人员基于这些大脑影像数据,使用机器学习模型来预测婴儿的「大脑年龄」。
通常情况下,研究人员会单独使用结构性或功能性影像数据来研究大脑年龄;但这研究结合了两种数据。
大脑年龄是一个创新概念,它将所有高维的大脑数据汇总为一个具有实际意义的数字,从而帮助我们更全面地了解个体的发育状态。
在对模型进行测试时,研究人员发现,无论是基于全脑数据,还是特定大脑网络的数据,模型都能够准确地预测婴儿的年龄。

接下来,研究人员开始探讨「大脑年龄差异」——即婴儿实际年龄与根据大脑影像数据预测的年龄之间的差距。这些差异可以作为一个指标,帮助判断婴儿的大脑发育是比预期更快,还是更慢。
由于这些大脑影像是在婴儿出生后不久采集的,因此许多可能影响大脑发育的环境因素很可能是在怀孕期间就已经起作用。所以,研究人员还特别关注了母亲的社会人口学信息,看看这些因素是否与大脑年龄差异有关。
结果表明,母亲的年龄对婴儿的大脑发育有显著影响。母亲年龄较大的婴儿,其大脑结构发育通常较为成熟。
然而,研究也发现,婴儿的大脑发育超前,并不总是积极的信号。
虽然大脑看起来比预期发育得更成熟的婴儿,在幼儿期的认知能力往往更强,但情绪和行为调节能力却较差。
这表明,过早的发育有利有弊,按照正常的发育轨迹前进,也许才是最理想的。

未来,研究人员计划进一步研究婴儿及幼儿期的大脑发育轨迹,并深入探讨遗传因素在大脑年龄差异中的作用。这需要在不同地区和文化背景下开展类似的研究,进而更全面地理解大脑发育轨迹。
总而言之,大脑年龄和大脑年龄差异为研究婴儿和儿童的神经发育提供了宝贵工具。
通过识别并建立早期大脑发育的规范轨迹,我们能够识别个体何时以及为何偏离这些轨迹,从而确定干预的时机和方式,为孩子们的健康成长提供更科学、全面的支持。
参考资料:
https://neurosciencenews.com/machine-learning-neurodevelopment-28169