由剑桥大学 MRC 认知与脑科学部门牵头的一项研究,利用 MRI 扩散扫描数据集 [注:MRI 扩散扫描通过追踪水分子在脑组织中的运动来绘制神经连接图],对 3802 名年龄在 0 岁到 90 岁之间的人的大脑进行了比较。研究团队表示在人的一生,大脑神经连接划分为五个主要时期,这些时期被出生到死亡之间的四个关键“转折点”分隔开来,分别是在9岁、32岁、66岁和83岁。在这些转折点上,我们的大脑会重新配置。研究于11月25日发表在《Nature Communications》上。

这项研究首次识别了人类一生中大脑连接的主要阶段
大脑的第一“纪元”——从婴儿期到儿童期,我们的大脑由“网络巩固”定义,婴儿大脑中神经元连接的大量突触被大量减少,而较活跃的神经能存活下来。整个大脑的连接从出生到大约九岁时都会以相同的模式重新连接。与此同时,灰质和白质体积迅速增长,皮层厚度——外灰质与内白质之间的距离——达到顶峰,皮层折叠,即大脑外层的典型脊线,稳定下来。到了9岁的第一个转折点,大脑认知能力发生了重大变化,同时心理健康疾病的风险也随之增加。
大脑的第二“纪元”——青春期
白质体积持续增长,因此大脑通信网络的组织日益精细,这可以通过扫描中水的扩散来衡量。这一时代以特定区域内连接的效率以及整个大脑的快速沟通为特征,这与认知表现的提升有关。这些发展平均在30岁初达到顶峰,研究人员称这是整个生命周期中“最强的拓扑转折点”。
32岁时,人类大脑最长的“纪元”
也就是第三“纪元”——成年期正式开始。与之前的阶段相比,大脑结构趋于稳定,在接下来的三十年里不会出现重大转折。研究人员表示,这与其他研究得出的“智力和人格平台期”相吻合。他们还发现,在这一时期,“隔离”现象更加明显,因为各个区域开始逐渐变得更加分隔。
66 岁引来了第四“纪元”
这个转折点要温和得多,并没有发生任何重大的结构性变化,尽管研究人员仍然发现,在这个年龄段,大脑网络模式平均而言发生了有意义的变化。数据显示,大脑网络的逐步重组在六十多岁中期达到顶峰。这可能与衰老有关,随着白质开始退化,连接性进一步降低。在这个时期,人们面临着罹患各种可能影响大脑的健康问题的风险增加,例如高血压。
最后一个转折点出现在83岁左右,大脑结构进入最终阶段——第五“纪元”。虽然这一时期的数据有限,但其显著特征是从全局性向局部性转变,全脑连接性进一步下降,对某些特定区域的依赖性增强。