中國正常兒童和青少年的腦發(fā)育研究.pdf

1、本研究利用優(yōu)化的基于象素的形態(tài)測量學(VBM)方法分析中國正常兒童和青少年的腦結構磁共振圖像，重點對腦的灰質和白質成分進行分析和研究，刻畫灰質和白質成分隨年齡增長而發(fā)育變化的復雜的時空模式。從腦的解剖學和認知神經機制兩個方面探討腦發(fā)育的生理機制以及解剖結構和行為、認知功能的相互關系，揭示腦發(fā)育的動態(tài)變化特征以及腦結構可塑性變化的特點。 研究一主要考察兒童和青少年整個成長期間，腦隨年齡增長發(fā)育變化的總體特征。結果發(fā)現(xiàn)：全局體積隨年

2、齡變化的效應，同先前歐洲(或歐美)的研究基本一致，表明兒童到青少年時期，全部頭顱內體積(TIV)隨年齡增長基本沒有顯著變化；全部灰質體積隨年齡增長線性下降；全部白質體積隨年齡增長線性增加，灰質/白質絕對體積的比例隨年齡增長線性下降。但局部腦區(qū)的發(fā)育則呈現(xiàn)出復雜的時空模式，局部灰質體積和年齡呈顯著正相關的腦區(qū)主要出現(xiàn)在雙側海馬、雙側杏仁核和左側顳下回。局部灰質體積和年齡呈顯著負相關的腦區(qū)更多地出現(xiàn)在項葉，額葉也有少量變化。局部白質體積和年

3、齡呈顯著正相關的腦區(qū)主要出現(xiàn)在雙側上縱束、雙側內囊、扣帶束、弓形束和下縱束。 研究二分別考察孩童時期、少年時期和青年時期腦發(fā)育的特征，以及三個時期腦發(fā)育的一致性和差異性，討論這三個時期腦發(fā)育的特征和認知能力的相互關系。結果發(fā)現(xiàn)：兒童時期局部灰質體積和年齡呈顯著正相關變化的腦區(qū)主要出現(xiàn)在額葉，海馬和杏仁核基本沒有變化，而少年時期和青年時期局部灰質體積和年齡呈正相關變化的模式很類似，更多的變化都出現(xiàn)在雙側海馬、雙側杏仁核和左側梭狀回

4、。兒童時期局部灰質體積和年齡呈顯著負相關變化的腦區(qū)主要分布在靠近中央溝的兩側，偏向于頂葉一側，少年時期灰質體積隨年齡增長減少的模式類似于青年時期，從中央溝兩側分別向頂葉和額葉擴展，主要分布在頂葉，在青年時期前額葉的變化開始增多，所以頂葉灰質體積從兒童時期開始顯著減少一直持續(xù)到青年時期。這些和區(qū)域相關的灰質的發(fā)育變化可能反映了皮層突觸的異步修剪，表明兒童和青少年成長過程中相應認知功能的發(fā)展和提高。 研究三主要通過考察男孩和女孩的腦

5、發(fā)育特征，討論兒童和青少年腦發(fā)育的性別差異。結果發(fā)現(xiàn)：女孩的TIV、全部灰質的絕對體積和全部白質的絕對體積都顯著小于男孩。女孩的海馬長得更快一些，男孩的杏仁核長得更快一些。在左側頂上小葉、雙側頂下小葉、左側楔前葉、雙側緣上回等腦區(qū)，男孩的灰質體積隨年齡增長下降得更陡峭些，可能和男孩的空間處理能力強有關。在雙側顳上回和雙側額下回等區(qū)域，女孩的局部灰質體積顯著大于男孩。在左側顳葉、右側頂下小葉、雙側額中回等區(qū)域，女孩的局部白質體積顯著大于男

6、孩，在顳葉和額葉體現(xiàn)的性別差異可能和男女語言能力的差異有關。 綜合上述結果，本論文發(fā)現(xiàn)，兒童時期發(fā)育變化的腦區(qū)相對較少，從少年時期開始腦的各個部位發(fā)生了顯著變化，少年時期比兒童時期的變化區(qū)域多，說明兒童時期到少年時期認知能力的顯著發(fā)展和提高。而少年時期和青年時期發(fā)育變化的腦區(qū)很類似，可能說明少年向青年時期過渡時，各種認知能力的穩(wěn)步提高和發(fā)展。通過和歐洲(或歐美)的研究結果做初步的對照分析，體現(xiàn)了不同種族人腦發(fā)育整體模式的相似性，