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青春期大脑发育序列的新见解

本站发布时间:2023-11-21 14:46:48

根据PennMedicines的最新研究,大脑发育不会在大脑中发生,但会遵循新确定的发育顺序支持认知、社会和运动功能的大脑区域比其他大脑区域更容易保持可塑性,或者能够改变、适应和建模,使青少年在整个青春期对社会经济环境敏感这些发现发表在《自然神经科学》杂志上

研究人员通过核磁共振成像(MRI)绘制了从8岁到23岁的大脑发育过程这些发现表明,有一种方法可以理解或推断出在发展过程中,两个流域的可塑性会降低

大脑可塑性指的是神经回路的能力——在训练、情绪和运动中的连接和路径——改变或组织对内部生物信号或外部环境的反应尽管我们普遍认为儿童比成年人具有更高的脑可塑性,但这项研究提供了一些关于以下方面的启示:当儿童的大脑可塑性降低时,会出现这种情况

研究结果表明,降雨可塑性的降低发生在“感觉运动”区域,如视觉和听觉区域,以及发生在“联想”区域,例如涉及更高层次思维(问题解决和社会学习)的区域因此,在全球范围内,支持执行、社会和运动功能的大脑区域变得特别重要,并对环境做出反应

“研究大脑发育以消除人类大脑的挑战。许多神经科学家对大脑发育过程中大脑可塑性的理解实际上来自于对啮齿动物的研究。但啮齿动物的大脑并没有像其他人一样被人类大脑的相关区域所包围,因此对这些重要的大脑是如何发育的知之甚少,”TheodoreD的相应发言人说道Satterthwaite,医学博士,宾夕法尼亚大学伯勒曼医学院的McLaure副教授,宾夕法尼亚生命信息和神经成像中心(PennLINC)主任

为了应对这一挑战,研究者们将重点放在了深入比较、快速回顾和深入研究的视野上当大脑可塑性被覆盖时,首先要检查大脑的循环行为,大脑可塑性与“内在”大脑活动的缺乏有关内在的活性是,当它静止时,神经乳酸会出现在大脑的某个部位,或者不会被外部刺激的基础上产生当一个区域发展得越来越塑性时,该区域内就会有更多的内部活动,而且这种活动也会更加同步这是因为该区域内更多的神经是活跃的,并且它们同时也变得活跃因此,测量的降雨活动波的振幅(或高度)不会增加

神经科学博士研究的第一位作者ValerieSydnor说:“想象大脑区域内的单个神经元就像是norchestra中的仪器。当更多的仪器开始同步地一起演奏时,回声的声级会增加,声波的研究也会增加。”“就像分贝计可以测量声波的振幅一样,当儿童在扫描仪中进行测试时,可以用功能核磁共振仪测量大脑内部活动的振幅。这使我们能够进一步研究青少年大脑可塑性的功能性标志物——安全和无创。”

对1000多人的核磁共振成像进行分析后,作者发现,脑可塑性的功能标志物在儿童早期和感觉运动区域下降,但直到青少年中期才在社会活动区域下降

“这些低发育的相关区域也是对儿童认知、社交和运动至关重要的区域。”“我们开始了解人类长期发展计划的独特性。”

Sydnor表示:“如果磨损区域的可延展性更长,它也可能对环境影响不敏感。”“这项研究证明了这一点。”

作者研究了南方的社会经济环境与塑性的一个函数标志之间的关系结果表明,环境对大脑的影响不是统一的,而是跨区域的,而是跨越整个发展的相反,环境对大脑的影响随着识别的发展顺序而改变

至关重要的是,年轻人的社会经济环境通常会对相关的社会经济区域的大脑发育产生严重影响,而且在青春期这种影响更大

宾夕法尼亚大学博士后研究员兼合著者巴特拉森博士说:“这项工作为了解环境如何在未来几年内形成神经发育目标奠定了基础。”

Sydnorelaborated,“希望研究发育可塑性将有助于我们了解环境保护计划何时会对每个孩子的神经发育轨迹产生不利影响。我们的发现支持设计的计划,即在整个贫困期内,人们的社会经济环境对大脑发育的影响最小。”

本研究得到了国家卫生研究所的支持(R01MH113550、R01MH120482、R01MH1 12847、R01MH119219、R01MH2 23563、R01MH 19185、R01M H120174、R01NS060910、R01EB022573、RF1MH116920、RF1M H121867、R37MH125829、R34DA50297、K08MH120564、K99MH127293、T32MH014654)这项研究得到了国家科学基金会研究生奖学金(DGE-1845298)的支持

Penn CHOPLifespan BrainInstitute和Penn Center for Biomedical ImageComputing and Analytics提供了额外的支持


来源:

Materials provided by
University of Pennsylvania School of Medicine.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Valerie J. Sydnor, Bart Larsen, Jakob Seidlitz, Azeez Adebimpe, Aaron F. Alexander-Bloch, Dani S. Bassett, Maxwell A. Bertolero, Matthew Cieslak, Sydney Covitz, Yong Fan, Raquel E. Gur, Ruben C. Gur, Allyson P. Mackey, Tyler M. Moore, David R. Roalf, Russell T. Shinohara, Theodore D. Satterthwaite.
    Intrinsic activity development unfolds along a sensorimotor–association cortical axis in youth. Nature Neuroscience, 2023; 26 (4): 638 DOI: 10.1038/s41593-023-01282-y

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