近日，《自然·人类行为》（Nature Human Behaviour）期刊发表了一项由北卡罗来纳大学（University of North Carolina）牵头的研究成果。研究团队首次基于功能性磁共振成像（fMRI）数据，构建了从出生到6岁儿童大脑功能连接的发育图谱，为儿童早期认知发育监测提供了全新工具。
类似“身高体重曲线”的大脑功能发育图谱
早期儿童时期是大脑发育最迅速、最具可塑性的阶段。虽然身高、体重等身体生长已有成熟的标准化图表，但大脑功能发展的“标准曲线”仍然缺乏。研究人员此次建立的“功能连接发育图谱”正填补了这一空白。
研究共纳入了来自五个儿科影像学队列的501名儿童，累计收集了1,091份静息态功能MRI扫描数据。扫描覆盖了从婴儿到6岁这一关键发育时期。
睡眠与清醒状态的数据整合
由于婴幼儿在进行MRI扫描时常处于睡眠状态，而清醒与睡眠状态下的大脑连接模式存在显著差异，研究团队运用弹性网络回归（Elastic Net Regression）模型模拟清醒状态下的大脑连接图谱，并利用ComBat方法减少不同扫描中心带来的数据偏差，从而统一分析标准。
八大脑网络功能发育趋势明确
研究构建了八大典型功能网络的发育轨迹，包括视觉、躯体运动、边缘系统、默认模式网络、注意力网络（腹侧与背侧）、控制网络和皮层下网络，发现每个网络的发展节奏与高峰时间点各不相同：
- 视觉网络：约在5个月达到高峰，随后随着功能分化逐渐下降，至4岁稳定；
- 躯体运动网络：出生后逐步下降，至18个月趋于平稳；
- 边缘系统（Limbic network）：10个月左右达到高峰后维持稳定；
- 默认模式网络：约16个月出现高峰，随后趋于平稳；
- 腹侧注意力网络：约在21个月前迅速增长，随后保持稳定；
- 背侧注意力网络：自18个月开始逐步上升；
- 控制网络：从出生起持续增强，6岁仍在增长；
- 皮层下网络：在整个时间段内保持较高且稳定的连接水平。
此外，研究还发现，不同网络之间的交互关系在发育过程中经历了整合、竞争和解耦等动态变化，反映了大脑各系统功能协同的演进过程。
功能连接与认知能力高度相关
研究进一步将这些功能连接图谱与儿童在Mullen早期学习量表（Mullen Scales of Early Learning）上的表现进行关联分析。结果显示，大脑连接模式的偏离与认知表现差异密切相关，尤其在表达语言、接受性语言、精细运动和视觉识别能力方面，初级网络、注意力网络、控制网络与默认模式网络的功能连接最能预测儿童的认知能力水平。
为早期干预提供新方向
研究人员表示，这项工作首次系统性地提出了大脑功能发育的“标准曲线”概念，未来有望像“生长发育曲线”一样，用于早期识别发育异常的儿童，为干预和治疗争取宝贵时间。
论文作者也强调，未来研究若能采集更多高质量的清醒状态fMRI数据，将进一步提高发育图谱的精度和适用性。
参考文献：Weiyan Yin et al, Charting brain functional development from birth to 6 years of age, Nature Human Behaviour (2025). DOI: 10.1038/s41562-025-02160-2
编辑：王洪
排版：李丽
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