大脑皮层发育高清新图谱

美国北卡罗来纳大学医学院的科学家以前所未有的分辨率绘制出了年轻人类大脑皮层的表面图，揭示了出生前两个月至出生后两年关键功能区的发育情况。最近在《美国国家科学院院刊》出版的在线大脑皮层发育图谱代表了进一步研究大脑发育的宝贵资源，并为研究自闭症和精神分裂症等大脑发育疾病提供了强有力的新方法。

皮层是一层脑细胞，覆盖大脑的大多数其他部分。作为最高级的大脑区域，它负责高级和独特的人类功能，包括语言能力和抽象推理。

怀孕的最后三个月到出生后的头两年是皮质发育最活跃的时期。在此期间，皮质明显变厚，其表面积通过形成复杂的皮质褶皱而以更快的速度增加。

这一阶段皮质增厚扩张的破坏与自闭症和精神分裂症有关。然而，神经科学家还没有能够像他们希望的那样理解这个发展阶段。特别是，他们需要一个更全面和高分辨率的映射，跨越从胎儿到婴儿的年龄范围，将发育中的皮层划分为具有各自生长速率的不同区域，尤其是表面积生长速率。

研究人员首先收集了一组1037幅高质量的MRI扫描图像，这些图像来自妊娠晚期至两岁之间的婴儿。研究小组使用最先进的计算机图像处理方法来分析扫描数据，将皮质表面划分为包含数千个微小圆形区域的虚拟网格，并计算每个区域的表面膨胀率。

研究人员定义了18个不同的区域，并发现这些区域与发育中的皮层的已知功能区密切相关。图谱显示，每个区域的发展路径往往与其在大脑皮层对侧半球的对应区域相同。性别差异也很明显。即使控制整体表面积的性别差异，即男性大脑面积较大，但多个区域仍存在差异。例如，左半球的内侧前额叶区域被认为具有注意力和工作记忆等重要功能。在出生后第二年的最初几年，男性的比例相应变大。

分析还表明，生命早期的皮层表面积扩展模式与皮层厚度的发展模式截然不同，这表明大脑发育的这两个指标涉及不同的机制。

研究人员希望最终的研究将涵盖患有自闭症或其他神经发育疾病的儿童的扫描数据集。这种分析不仅可以提供疾病起源的线索，还可以提供早期迹象或生物标志物的识别，可用于未来更有效的治疗。