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研究背景:
文章回顾了儿童和青少年大脑发育的神经影像学研究,重点介绍了磁共振成像(MRI)技术的应用及其优势,如无电离辐射,适合纵向研究健康儿童的大脑发育。
大脑发育的关键事件:
描述了从胚胎期到成年期大脑发育的主要过程,包括神经管形成、神经元增殖与迁移、突触形成与修剪、髓鞘化等。
强调了大脑发育的动态性,尤其是灰质和白质在儿童和青少年时期的显著变化。
研究方法:
讨论了儿科MRI研究的方法学挑战,如图像采集、分析和验证技术。
介绍了NIMH(美国国家心理健康研究所)的大规模纵向研究设计,包括样本选择、扫描技术和图像分析流程。
主要发现:
总脑体积:在6岁时达到成人脑体积的95%,男性脑体积平均比女性大9%。
灰质:呈现“倒U型”发育轨迹,不同脑区达到峰值的时间不同(如额叶灰质在11-12岁达到峰值)。
白质:在整个儿童和青少年期持续增加,无明显性别差异。
脑区特异性:高级联合区(如前额叶皮层)的成熟较晚,可能与认知和行为功能的逐步完善相关。
大脑与行为的关系:
探讨了大脑结构与认知功能(如记忆、智力)的关联,但指出这种关系复杂,受遗传、环境和个体差异的多重影响。
未来方向:
提出需要更多大规模、多中心的纵向研究,结合先进成像技术(如扩散张量成像、磁共振波谱)和统计方法,以进一步揭示大脑发育的机制及其与行为的关系。
动态发育:儿童和青少年的大脑结构(尤其是灰质和白质)呈现动态变化,灰质体积先增后减,白质持续增加。
区域差异:不同脑区的发育轨迹存在时间和空间上的差异,高级认知功能相关脑区成熟较晚。
个体差异:大脑形态测量存在显著的个体差异和性别差异,但需谨慎解读其功能意义。
技术重要性:MRI技术为理解活体大脑发育提供了独特视角,但需结合多学科方法以全面揭示发育机制。
应用与挑战:大脑发育研究对教育、司法等领域有潜在影响,但需避免过度简化脑结构与行为的关系。
Extracted from: Lenroot, R.K., J.N. Giedd.Brain development in children and adolescents: insights from anatomical magnetic resonance imaging[J].Neuroscience & biobehavioral reviews,2006,30(6): 718-729.
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