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婴儿大脑皮层折叠之谜:揭示脑沟加深与结构发育的协同机制

2026-04-12 17:00 Jingwen Niu, et al. Communications Biology 阅读 0
核心摘要: 本研究深入探讨了婴儿大脑皮层折叠的动力学过程,特别是脑沟加深与脑沟跨度、皮层厚度、曲率及微观结构发育之间的定量关系。研究利用先进的神经影像技术,揭示了大脑皮层形态发生过程中各参数的协同演变规律,为理解早期神经发育及相关发育障碍提供了关键的解剖学基础。

大脑皮层的折叠(gyrification)是人类大脑发育过程中最为显著的形态学特征之一,这一过程不仅增加了大脑皮层的表面积,从而容纳更多的神经元,还优化了神经元之间的连接效率。然而,长期以来,关于婴儿期大脑皮层如何通过脑沟加深(sulcal deepening)实现形态演变,以及这一过程与皮层厚度、曲率及微观结构变化之间的内在联系,科学界尚缺乏系统性的量化研究。

近期发表于《Communications Biology》的一项研究,通过对婴儿早期大脑发育的纵向追踪,揭示了脑沟加深与脑沟跨度(sulcal span)、皮层厚度(cortical thickness)、曲率(curvature)及微观结构(microstructure)之间的复杂协同机制。研究团队利用高分辨率磁共振成像(MRI)技术,对婴儿大脑皮层的几何形态进行了精细建模。

研究发现,脑沟加深并非孤立的形态变化,而是与皮层局部几何参数密切耦合的动态过程。数据表明,随着婴儿月龄的增长,脑沟的加深显著依赖于脑沟跨度的扩展。在这一过程中,皮层厚度的变化表现出明显的区域特异性,且与曲率的增加呈现出高度的相关性。此外,研究还通过扩散张量成像(DTI)分析了皮层微观结构的演变,发现脑沟深度的增加与皮层下白质纤维束的成熟及髓鞘化进程存在显著的正相关。

该研究不仅为理解人类大脑皮层折叠的生物物理机制提供了新的视角,还强调了早期神经发育过程中结构与功能协同演化的重要性。这些发现对于临床评估婴儿期脑发育轨迹、早期识别神经发育障碍(如自闭症谱系障碍或精神分裂症风险)具有重要的参考价值。通过量化这些关键形态参数,研究人员能够更精准地描绘出健康大脑发育的“基准线”,从而为后续的病理研究奠定基础。


Journal Reference: Niu, J., et al. How do infant brains fold? Sulcal deepening is linked to development of sulcal span, thickness, curvature, and microstructure. Communications Biology (2026). DOI: 10.1038/s42003-024-06000-x

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