剑桥大学的神经科学家已经确定了人类一生中大脑结构的五个"主要时期"，因为我们的大脑会重新布线以支持我们在成长、成熟和最终衰退过程中的不同思维方式。
由剑桥大学医学研究理事会认知与脑科学部领导的一项研究，使用弥散磁共振成像数据集比较了3802名年龄在0至90岁之间的人的大脑。这些数据集通过追踪水分子在脑组织中的移动来绘制神经连接图。
在《自然·通讯》上发表的一项研究中，科学家表示，他们在普通人类生命中检测到大脑结构的五个广泛阶段，这些阶段由出生到死亡之间的四个关键"转折点"分隔，此时我们的大脑会重新配置。
童年大脑"拓扑结构"从出生开始，直到9岁时的一个转折点，然后过渡到青少年阶段——这一时期平均持续到32岁。
我们三十岁出头时，大脑的神经布线会转变为成人模式。这是最长的时期，持续超过三十年。66岁左右的第三个转折点标志着大脑结构"早期衰老"阶段的开始。最后，"晚期衰老"大脑大约在83岁时形成。
"我们知道大脑的布线对我们的发育至关重要，但我们缺乏一个关于它如何以及为何在我们一生中变化的大局观，"领导这项研究的盖茨剑桥学者Alexa Mousley博士说。
"这项研究是首次确定人类一生中大脑布线主要阶段的研究"
Alexa Mousley博士
"这些时期为我们大脑在生命不同阶段可能最擅长什么或更易受伤害提供了重要的背景。它可以帮助我们理解为什么一些大脑在生命的关键时刻会以不同的方式发展，无论是童年的学习困难，还是晚年时的痴呆症。"
童年大脑
从婴儿期到童年期，我们的大脑由"网络巩固"定义，因为婴儿大脑中过度产生的突触（神经元之间的连接器）被逐渐削减，更活跃的突触得以保留。
在整个大脑中，连接以相同的模式从出生到大约九岁重新布线。
同时，灰质和白质的体积快速增长，使得皮质厚度（外层灰质和内层白质之间的距离）达到峰值，而大脑外层的特征性褶皱——皮质折叠趋于稳定。
到第一个转折点九岁时，大脑经历了认知能力的阶跃变化，同时精神健康障碍的风险增加。
青少年大脑
大脑的第二个"时期"，即青少年时期，白质的体积继续增长，因此大脑通信网络的组织越来越精细，这通过扫描中水的扩散来测量。
这一时期的特点是特定区域内连接的效率以及整个大脑的快速通信，这与增强的认知表现相关。
"神经效率正如你所想象的那样，通过短路径很好地连接，而青少年时期是唯一一个这种效率在增加的时期，"Mousley说。
研究人员表示，这些发展平均在三十岁出头达到顶峰，这是整个生命周期中"最强的拓扑转折点"。
"与其他所有转折点相比，在32岁左右，我们看到了布线中最方向性的变化和轨迹上最大的整体转变，"Mousley说。
"虽然青春期提供了一个明确的起点，但青春期的结束在科学上更难确定。仅基于神经结构，我们发现大脑结构中类似青少年的变化在三十岁出头结束。"
成年大脑
在32岁时，最长的时期——成年期开始了。与之前的阶段相比，大脑结构趋于稳定——三十年内没有重大转折点。研究人员表示，这与其他研究中"智力和个性的平台期"相对应。
他们还发现，在这一时期，"分离"更为明显，因为区域开始慢慢变得更加分隔化。
早期衰老大脑
66岁时的转折点要温和得多，并不以任何重大的结构变化为特征，尽管研究人员仍然发现平均在这一年龄左右，大脑网络模式发生了有意义的变化。
"数据表明，大脑网络的逐渐重组在六十五岁左右达到顶峰，"Mousley说。"这可能与衰老有关，随着白质开始退化，连接进一步减少。"
"这是人们面临各种可能影响大脑的健康问题风险增加的年龄，例如高血压。"
晚期衰老大脑
最后一个转折点出现在83岁左右，进入最终的大脑结构时期。虽然这一时期的数据有限，但其特征是从全局到局部的转变，因为整个大脑的连接性进一步下降，对某些区域的依赖增加。
"回顾过去，我们许多人感觉我们的生活被不同的阶段所定义。事实证明，大脑也经历这些时期，"资深作者、剑桥大学神经信息学教授Duncan Astle教授补充道。
"许多神经发育、心理健康和神经系统疾病都与大脑的布线方式有关。事实上，大脑布线的差异预示着注意力、语言、记忆和各种不同行为的困难。"
"理解大脑的结构旅程不是平稳进展的问题，而是几个主要转折点的问题，将帮助我们确定其布线何时以及如何容易受到干扰。"
这项研究得到了医学研究委员会、盖茨基金会和坦普尔顿世界慈善基金会的支持。
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