人脑并非一台固定线路的机器，而是一个经常重塑自身的可塑性器官。
英国剑桥大学和美国匹兹堡大学的神经科学家现已确定了从出生到死亡期间大脑连接的四个主要转折点。如同我们生命中的章节，这些神经学"阶段"中的每一个都标志着发展或衰退的新时代。
"回首往事，我们许多人觉得自己的生活由不同的阶段组成，"剑桥大学高级作者、神经信息学家邓肯·阿斯特尔表示，"事实证明，大脑也经历这些阶段。"
根据对3,802名从婴儿到90岁神经正常人群的MRI脑部扫描，人脑结构在四个年龄段发生明显转变。这些年龄段大约是9岁、32岁、66岁和83岁，它们标志着五个阶段：童年期、青春期、成年期、早期衰老期和晚期衰老期。
研究人员确定的五个大脑衰老阶段。(Gates Cambridge)
"我们知道大脑的连接对我们的发展至关重要，但我们缺乏对其一生中如何变化以及原因的宏观认识，"剑桥大学主要作者、神经科学家阿莱克莎·默斯利表示，"这项研究首次确定了人类一生中大脑连接的主要阶段。"
新生儿的大脑与达到老年的大脑大相径庭，尽管对生命早期阶段有大量研究，但对于大脑在中年及以后如何变化则不太确定。为了更好地了解人脑如何成熟，默斯利及其同事研究了跨越九个十年的生命历程中的大脑连接。他们还测量了其他几个因素，如全局效率（反映不同脑网络通信的效率）和模块化（衡量脑网络彼此隔离或专业化的程度）。
最终，他们的研究揭示了五个主要生命阶段。第一个阶段从出生持续到9岁，始于灰质（主要包含神经元细胞体）和白质（包含更多连接神经元的轴突）的快速扩张。然而，接近青春期时，这种过度生长的"电线丛林"开始整合，神经连接被修剪以提高效率。
一生中总网络连接的变化揭示了脑网络通常如何从早期密集而弱的网络转变为后期稀疏而强的网络。(Mousley et al., Nat. Commun., 2025)
第二个大脑发育阶段是青春期，此时中枢神经系统以前所未有的速度开始产生性激素。在此期间，白质体积继续增长，大脑网络经历更大程度的精炼。局部和全局层面的通信效率每年都在提高。
然而，所有美好的事物终有尽头。在32岁左右，大脑结构开始稳定，这恰好是其他研究指出智力和个性达到平台期的年龄。人们常说我们的大脑在二十多岁中期达到完全成熟。但这可能是一种简化的解释，仅指某些脑区，如边缘系统和前额叶皮层，它们广泛参与情绪和决策。
新研究表明，我们的大脑成熟时间比我们意识到的要晚得多。"仅基于神经结构，我们发现大脑结构中类似青春期的变化在三十岁出头结束，"默斯利表示，"在32岁左右，我们观察到连接方向性变化最大，以及与其他所有转折点相比，轨迹的总体变化最大。"
在此阶段，脑区变得更加分离和区室化——这是一个持续三十年的缓慢过程。然后，在66岁左右，大脑结构开始显示最初的轻微退化迹象。每年，其结构网络变得更加稀疏，因为神经连接的密度下降，效率降低。
按性别划分的各年龄段脑网络密度。(Mousley et al., Nat. Commun., 2025)
"数据表明，脑网络的逐步重组在六十五岁左右达到顶峰，"默斯利表示，"这可能与衰老有关，随着白质开始退化，连接进一步减少。"
到83岁时，大脑显示出明显的衰退。研究人员表示，最后一个阶段的样本量比其他年龄组小，但其定义特征是从全局到局部认知负担的转变。此时，全脑连接正在下降，使局部网络承担更多人的认知努力。
科学家们仍有许多不了解这些大脑变化如何影响我们的健康和行为，因此这些发现只能暗示表面下的情况。在某些生命阶段，特别是老年人群中，也需要更有针对性的研究。例如，最近一项脑部扫描研究发现，更年期与大脑中明显的结构变化相关，可能解释了其一些主要症状，如脑雾。
"这些阶段为我们大脑在生命不同阶段可能最擅长什么或更容易受到什么影响提供了重要背景，"默斯利表示，"它可以帮助我们理解为什么有些大脑在生命的关键时刻发展不同，无论是童年的学习困难，还是晚年痴呆症。"
该研究发表在Nature Communications上。
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