第一張嬰兒大腦綜合圖揭示了神經(jīng)發(fā)育的線索

科學(xué)家們構(gòu)建了一套全面的嬰兒大腦網(wǎng)絡(luò)功能圖，提供了從出生到兩歲大腦發(fā)育的前所未有的細(xì)節(jié)。

今天發(fā)表在eLife上的嬰兒大腦皮層分區(qū)圖已經(jīng)為嬰兒期不同大腦功能何時(shí)發(fā)育提供了新穎的見(jiàn)解，并為早期大腦發(fā)育研究提供了有價(jià)值的、公開(kāi)的參考。

皮質(zhì)分區(qū)是一種通過(guò)將不同位置的皮質(zhì)灰質(zhì)劃分為“分區(qū)”來(lái)研究大腦功能的方法。當(dāng)大腦處于不活動(dòng)的“休息”狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行功能性磁共振成像 (fMRI)掃描，同時(shí)測(cè)量大腦連接性，以研究每個(gè)區(qū)域內(nèi)的大腦功能。

先前的研究已經(jīng)根據(jù)成人大腦的靜息狀態(tài)功能磁共振成像連接創(chuàng)建了分區(qū)圖。然而，這些圖譜不適合研究嬰兒大腦，因?yàn)閶雰汉统扇酥g的大腦功能組織存在顯著差異。

“創(chuàng)建嬰兒特定的大腦分區(qū)圖一直具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楂@取高分辨率嬰兒大腦圖像和處理這些圖像很困難，在這個(gè)發(fā)育時(shí)期，不同腦組織之間的對(duì)比度通常較低且快速變化，”首先解釋道作者王帆，現(xiàn)為西安交通大學(xué)副教授。

“我們開(kāi)發(fā)了一種新穎的方法，可以捕獲單個(gè)嬰兒的細(xì)粒度功能模式，以生成一套全面的特定年齡和與年齡無(wú)關(guān)的分區(qū)圖，這將促進(jìn)兒科神經(jīng)影像學(xué)研究。”

Wang 及其同事使用了從出生到兩歲的嬰兒的 1,064 幅高分辨率功能 MRI 掃描和 394 幅結(jié)構(gòu) MRI 掃描，這些掃描是作為 UNC/UMN 嬰兒連接組項(xiàng)目聯(lián)盟的一部分收集的。

為了捕捉大腦區(qū)域之間急劇轉(zhuǎn)變的詳細(xì)模式，該團(tuán)隊(duì)將繪制所有個(gè)體的皮質(zhì)褶皺(大腦區(qū)域)的傳統(tǒng)方法與一種新穎的算法相結(jié)合，該算法將每個(gè)區(qū)域的功能連接梯度疊加到大腦上每個(gè)嬰兒的掃描。

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