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导语：人脑功能连接贯穿一生不断变化。本研究整合了来自132个全球站点、从32周胎龄到80岁的33,250名个体的无任务功能与结构磁共振成像数据。研究报道了连接组全局均值和方差的非线性生长曲线中的关键拐点，分别出现在近三十岁末和近二十岁末的峰值。在构建了一套精细的、全寿命范围的系统级脑图谱后，研究显示不同系统内功能分离的成熟时间线存在差异。区域连接性的寿命增长沿着时空皮层轴组织，从初级感觉运动区域向高级联合区域过渡。这些发现阐明了功能连接组的寿命演化，可作为量化个体在发育、衰老和神经精神疾病中变异的规范性参考。

绘制大脑一生的连接图谱：从出生到衰老

功能连接组是理解大脑如何在不同年龄阶段组织其网络的关键。然而，以往研究多聚焦于特定年龄段（如儿童期、成年期或老年期），缺乏一个覆盖从出生前到老年的统一、精细的规范性框架。不同研究使用的分析方法、图谱和人群差异，使得跨研究比较和整合变得困难。

本研究旨在填补这一空白，通过整合全球132个站点的海量数据，构建首个高分辨率的、全寿命周期的大脑功能连接组生长图表，揭示其非线性发展轨迹的关键转折点。

研究策略：大规模数据整合与规范化建模

研究团队整合了来自33,250名个体的静息态功能磁共振成像和结构磁共振成像数据。年龄跨度从32周胎龄（出生前）至80岁。

关键方法学创新：

1. 数据协调：使用ComBat等方法协调多站点数据，减少扫描仪和协议差异。
2. 规范化建模：采用广义可加模型拟合功能连接指标（如全局连接强度、系统分离度）随年龄变化的百分位数曲线，类似于儿科使用的生长图表。这使得可以量化个体在人群中的规范性偏差。
3. 构建全寿命脑图谱：基于数据，构建了一系列年龄特异的组水平图谱和个体化图谱，以更准确地反映不同年龄段的功能网络组织。

核心发现：非线性轨迹与关键转折点

1. 全局连接组指标呈倒U型轨迹

• 全局连接强度：从胎儿期开始快速增长，在约35岁达到峰值，随后缓慢下降。表明大脑网络整合能力在中年达到顶峰。
• 全局连接组方差：个体间差异在约29岁达到峰值，暗示在成年早期个体分化最显著。
• 系统分离度（网络内连接与网络间连接的比率）：在约31岁达到峰值，表明功能特化在中年达到最优。

2. 不同功能网络的成熟时间线各异

• 初级感觉运动网络（如视觉、躯体运动）：发育最早，在儿童期/青春期就达到峰值。
• 高级联合网络（如默认模式网络、额顶网络）：发育较晚，在成年早期才达到峰值。
• 系统分离度的增长速率在初级网络中最先减速，在高级网络中持续更久。这支持了“从感觉运动到联合皮层”的发育梯度。

3. 区域连接性的“感觉运动-联合”轴

区域连接强度（FCS）的寿命轨迹沿着一个空间梯度组织：一端是感觉运动皮层（发育早，衰退也早），另一端是联合皮层（发育晚，衰退也晚）。这个轴与已知的皮层层级结构高度一致。

4. 性别差异

尽管全局轨迹相似，但存在显著的区域性别差异。例如，女性在某些联合皮层区域的连接强度在成年期更高。

5. 验证与资源

研究通过多种敏感性分析（如头动控制、数据平衡、留一站点验证）确保了结果的稳健性。所有生长图表和全寿命图谱已公开共享，作为宝贵的社区资源。

结论与意义：从“群体平均”到“规范参考”

这项研究是迄今为止规模最大、年龄跨度最广的人脑功能连接组寿命图谱研究。

• 资源价值：提供了一个公开、高分辨率、规范化的参考框架，允许研究者将单个患者或特定群体的功能连接模式与健康人群的百分位数曲线进行比较。这有助于识别与疾病相关的极端偏差。
• 理论贡献：证实并精化了“从初级到高级”的皮层发育层级理论，并首次在如此精细的尺度上揭示了全寿命的连接组动态。明确了功能网络特化和整合的峰值年龄。
• 临床应用：该规范模型可作为生物标志物，用于量化发育性疾病（如自闭症）中的“连接延迟”或神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）中的“加速衰退”。例如，一个老人的默认模式网络分离度如果显著低于其年龄的第5百分位，可能提示病理老化。
• 方法论示范：展示了大规模、多站点数据协调与规范化建模的可行性和强大力量，为未来其他模态（如结构连接组、脑电图）的寿命研究树立了范例。

该研究的通讯作者贺永教授总结道：“这项工作提供了一个宝贵的规范性参考，使我们能够理解健康人脑功能网络在整个生命历程中是如何变化的。它就像一张‘生长图表’，可以帮助我们量化个体偏离正常轨道的程度，从而有可能早期识别与发育、衰老或精神疾病相关的异常脑连接模式。” 这项发表于《自然·神经科学》的资源论文，通过大规模数据整合和严谨的建模，为神经科学界提供了一个强大的工具，以推动我们对大脑健康与疾病的个体差异研究。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41593-025-01907-4