如今,人们比以往任何时候都更全面地了解我们的大脑,了解它在生命过程中是如何生长、进化和萎缩的——这一切都归功于一个复杂的数据库,这个数据库结合了来自101,457个人的123,984次磁共振成像(MRI)扫描图。
这些扫描覆盖了生命的每个阶段,从16周大的胎儿到100岁的成年人,这些图像为大脑发育和大脑疾病的研究人员提供了宝贵的研究资源。
这份新大脑图表从100多项先前的研究中收集而来,被制成了一种标准格式,你可以在网上自行查找。同时可以根据时间排序,对不同时期的大脑状况进行比较,包括脑白质和灰质的测量值,以及随着我们年龄的增长、大脑特定区域的体积变化。
“尽管我们知道大脑在人类一生中经历了许多变化,但我们一直缺乏像身高和体重等其他生长指标那样的大脑发育的标准化生长图表。”宾夕法尼亚大学的神经学家亚伦·亚历山大·布洛赫(Aaron Alexander-Bloch)说。
“我们的工作汇集了大量的图像数据,这些数据还在不断丰富中,使研究人员和最终临床医生能够根据标准来评估大脑发育。”
除了在生命早期的大脑表现出快速扩张,并随着年龄的增长呈现出缓慢衰退之外,大脑图表还揭示了一些以前没有被注意到的重要特征。
例如,6岁之前,大脑灰质(处理信息的细胞)的增长速度非常快,6岁之后开始逐渐放缓。大脑白质(支持组织)的生长在29岁之前达到顶峰,在我们35岁左右开始减少。
与此同时,大脑皮层下的灰质体积(大脑中控制身体功能和基本行为的部分)平均在14岁半的青春期达到峰值。这些都是未来分析的有用参考。
图表的用途之一是用于诊断和监测大脑疾病,如阿尔茨海默氏症,将以为生命不同阶段的健康大脑作为参照,来提示大脑的异常变化。
“经常会有人问神经学家:‘这个区域看起来不正常,但有多不正常?’”英国剑桥大学的神经学家理查德·伯利恒说道,“由于该工具是标准化、可量化的,所以无论你在哪里进行大脑扫描,你都可以得到一个标准的参考结果。”
研究人员强调,在将该数据库用于临床环境之前,还需要更多的数据、进行更多的改进,但迄今为止,它已经为研究人员提供了非常丰富的信息。
将这个巨大的数据集以标准化的形式放在一起不是一件轻松的事情。制作大脑图表的团队估计,制作完整的大脑图表大约需要200万小时。
下一步是进一步扩大数据库,特别是研究中代表性不足的社会经济和种族群体的大脑MRI数据。
伯利恒说:“我们的脑图研究还处于非常早期的阶段,这让通过整合大量的数据集来创建标准化工具成为了可能。在未来,随着我们整合更多的数据集和完善图表,它们可能最终成为常规临床实践的一部分。”
(科幻世界 独家编译)
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