伦敦国王学院对 390 名婴儿进行的一项新扫描研究显示，足月婴儿和早产婴儿在大脑网络的即时活动和连接方面存在不同的模式。
在 Wellcome 和美国国家健康与护理研究所 (NIHR) 莫兹利生物医学研究中心的支持下，这是第一项分析大脑区域之间的通信在生命最初几周内如何随时变化的研究。
这项发表在《自然通讯》上的研究还发现，婴儿大脑连接的这些动态模式与 18 个月后的运动、语言、认知和社会行为的发育指标有关。
联合资深作者、伦敦国王学院精神病学、心理学和神经科学研究所 (IoPPN) 神经发育科学高级讲师 Dafnis Batallé 博士说：
“虽然我们知道大脑连接对发育有多大影响，但我们对生命早期动态功能连接的模式以及它们如何与我们的大脑成熟方式联系起来知之甚少。通过分析 390 名婴儿的脑部扫描，我们已经开始确定不同的瞬时连接状态可能有助于了解这个年龄段的大脑如何发育，以及随着婴儿年龄的增长，这些模式与哪些行为和功能相关。”
人们越来越认识到，多动症、自闭症和精神分裂症等疾病起源于生命早期，这些疾病的发展可能与新生儿大脑连接及其随时间的波动有关。
研究人员使用最先进的技术评估了 324 名足月婴儿和 66 名早产儿（妊娠不足 37 周出生）的功能磁共振成像 (fMRI) 数据。他们评估了婴儿在扫描仪中期间连接性如何随时变化，以提供动态图片。之前对婴儿的研究总是使用在扫描仪中花费的时间平均的连接性衡量标准。
这些发现是仔细采用源自计算机科学和物理学领域的方法的结果，这些方法专门用于揭示人类新生儿大脑固有的复杂性。当这些方法与先进技术相结合以获得前所未有的数据（例如人类连接组开发项目中的数据）时，我们就有了一个独特的机会来加深对生命早期大脑动力学的未知领域的理解。”
Lucas França 博士，第一作者，诺森比亚大学计算机与信息科学助理教授
该研究使用了研究大脑连接如何波动的方法：一种方法考虑整个大脑的连接模式，另一种方法考虑大脑不同区域内的模式。
该研究确定了六种不同的大脑状态：其中三种遍及整个大脑，三种仅限于大脑区域（枕叶、感觉运动和额叶区域）。通过比较足月儿和早产儿，研究人员发现不同的连接模式与早产有关，例如，早产儿比足月儿处于额叶和枕叶大脑状态的时间更长。他们还证明，出生时的大脑状态动态与幼儿期的一系列发育结果有关。
联合资深作者、NIHR Maudsley BRC 临时主任、伦敦国王学院 IoPPN 转化神经科学教授 Grainne McAlonan 教授表示：
“这是利用成像技术研究大脑活动在生命早期如何不断变化以及这如何提供一个平台来支持随后的儿童发育里程碑的一个真正的进步。足月儿和早产儿之间的差异表明，时间“在子宫内或子宫外度过的时光会影响大脑的发育。我们现在需要尝试找出是否可以利用这些见解来识别和帮助那些需要额外支持的人。”
该数据来自发展中人类连接组项目（dHCP），该项目由伦敦国王学院领导并由欧洲研究理事会资助。它为世界各地的科学家提供未出生和新生儿的高分辨率磁共振大脑图像，以支持大量世界领先的大脑发育和大脑或心理健康疾病研究项目。
dHCP 首席研究员兼伦敦国王学院围产期影像与健康系主任 David Edwards 教授表示：“这项研究显示了开发人类连接组项目所获得的大量数据的力量，该项目是一项由英国皇家学会资助的开放科学项目。欧洲研究委员会由伦敦国王学院领导，与伦敦帝国理工学院和牛津大学合作。这些数据免费提供给想要研究人类大脑发育的研究人员。”
