我们的大脑功能在一生中远非静止不变。我们已知，从新生儿到90多岁，我们的学习能力及认知衰退风险会发生变化。如今，科学家可能发现了这一现象的潜在原因：我们的大脑连接似乎在9岁、32岁、66岁和83岁经历四个主要转折点。
先前研究表明，人体在40岁、60岁和80岁左右会经历三次快速衰老期。但大脑的复杂性使其更难理解。
大脑拥有多个独特区域，通过白质束交换信息——这些由神经元（或脑细胞）投射出的细长突起（称为轴突）组成的线状结构。这些连接影响我们的认知能力，如记忆力。但尚不清楚这种连接在整个生命过程中是否会发生重大变化。剑桥大学的阿莱克莎·穆斯利表示：“没有人结合多种指标来描述大脑连接的各个阶段。”
为填补这一知识空白，穆斯利及其同事分析了来自英国和美国约3800人的脑部磁共振成像扫描，这些受试者大多为白人，年龄从新生儿到90岁不等。这些扫描此前作为各种脑成像项目的一部分获取，其中大多数项目排除了患有神经退行性或精神健康疾病的人士。
研究人员发现，对于活到90岁的人，大脑连接通常经历了五个主要阶段，由四个关键转折点分隔。
在第一阶段，即出生到9岁之间，大脑区域之间的白质束似乎变得更长或更曲折，导致效率降低。穆斯利表示：“信息在区域之间传递需要更长时间。”
这可能是因为婴儿时期我们的大脑充满了大量连接，但随着成长和经历，不使用的连接会逐渐被修剪掉。穆斯利说：“大脑似乎优先建立广泛连接，这对学习弹钢琴等技能有用，但代价是效率降低。”
但在9岁到32岁的第二阶段，这种模式似乎发生逆转，这可能由青春期开始及其激素变化影响大脑发育所驱动。穆斯利表示：“突然间，大脑提高了连接效率——它们变得更短，信息传递更快。”这可能支持规划和决策等技能的发展，以及工作记忆等认知表现的提升。
下一阶段最长，从32岁持续到66岁。穆斯利表示：“在你生命的这一阶段，大脑当然仍在变化，但程度小得多。”她具体指出，大脑区域之间的连接又开始逐渐降低效率。“尚不清楚究竟是什么驱动了这一转变，但30多岁对应许多重大生活方式变化——例如生儿育女、安顿下来——这可能起一定作用，”穆斯利说。伦敦国王学院的卡佳·鲁比亚表示，这也可能只是身体普遍磨损的结果。
从66岁到83岁，研究人员发现，同一脑区内的神经元连接似乎比不同区域之间的连接更稳定。穆斯利表示：“这很有趣，因为此时患痴呆症等疾病和一般健康问题的风险正在增加。”
在最终阶段，即83岁到90岁之间，大脑区域之间的连接减弱，并越来越多地通过连接多个区域的“枢纽”传递。穆斯利表示：“这表明在此阶段维持连接的资源减少，因此大脑更依赖某些区域作为连接的枢纽。”
她表示，理解这些大脑变化有助于解释为何精神健康问题通常在25岁前发生，以及为何65岁以上人群患痴呆症的风险特别高。
鲁比亚说：“了解人类生命周期中大脑结构的正常转折点非常重要，这样我们才能在未来研究中探索精神健康或神经退行性疾病期间出现的偏差。一旦理解了偏差所在，就能帮助我们确定治疗方法。例如，可以探索哪些环境因素或化学物质导致差异，并找到通过治疗、政策或药物逆转它们的方法。”
但鲁比亚表示，首先需要进一步研究，以探索这些发现是否适用于种族和地理上更多样化的人群。
期刊参考：《自然通讯》
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