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揭秘青春期大脑发育的神秘规律:先后顺序,大有玄机!

 高观点笃者 2023-11-28 发表于上海
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宾夕法尼亚医学院近期发表在《自然神经科学》杂志上的新研究发现,大脑的发育并不是在大脑各个部分均匀进行的,而将遵循某种特别的发育顺序。

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追踪人类的大脑可塑性


什么是大脑的可塑性?
它是指大脑中用于思考、情感和运动的连接和通路,即神经回路,根据内部生物信号或外部环境而变化或重组的能力

在活体人类大脑中,研究大脑发展是一项挑战。过去,许多神经科学家对发展过程中大脑可塑性的理解实际上来自对啮齿类动物的研究。但啮齿类动物的大脑并不具备人类大脑的许多联想区域,因此,研究者们对这些重要区域的发展了解较少。

在这项研究中,研究人员通过磁共振成像(MRI)绘制了人类大脑从 8 岁到 23 岁的发育过程

这一发现为我们理解个体大脑区域在发育过程中可塑性下降的顺序提供了一种新的思路。

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大脑有自己的「节奏」

之前的研究检查了当神经回路处于可塑状态时的行为,发现大脑可塑性与一种独特的「内在」大脑活动模式相关联。

内在活动是指大脑某部分在休息状态下,或在没有受到外部刺激或进行心理任务时的神经活动。

当大脑的某个区域发育不成熟且更具可塑性时,该区域内的内在活动往往更为频繁,且这些活动也倾向于更加同步。

这是因为,
该区域中有更多的神经元处于活跃状态,且往往同时处于活跃状态。因此,大脑活动波的测量显示振幅(或高度)增加。

研究人员解释:「想象大脑中某个区域的单个神经元就像管弦乐队中的乐器。当越来越多的乐器开始同步演奏时,乐队传达的音乐水平会增加,声波的振幅也会变高。」

「就像分贝仪可以测量声波的振幅一样,儿童在扫描仪中休息时,我们也可以通过功能性磁共振成像测量内在大脑活动的振幅。这使我们的团队能够安全、非侵入性地研究青少年大脑可塑性的功能性标记。」

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虽然人们普遍认为,儿童的大脑可塑性比成人高,但这项研究为儿童和青少年大脑可塑性降低的发生时间和位置提供了新的见解。

研究人员通过分析超过 1000 名个体的磁共振成像扫描结果后发现——大脑可塑性的下降最早发生在「感觉运动」区域,如视觉和听觉区域,随后发生在「联想」区域,如涉及高阶思维(解决问题和社会学习)的区域。

在青春期早期,支持认知、社交和情感功能的大脑区域似乎比其他脑区更具有可塑性即能够发生改变、适应和重塑,并且对环境反应非常灵敏,因为这些区域的可塑性将在发展的后期出现。

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理解大脑对我们的意义

那些发展相对缓慢的联想区域对儿童的认知成就、社交互动和情感健康至关重要,这让我们真正开始理解人类漫长发展过程的独特性:如果某个大脑区域在更长时间内保持可塑性,它也可能对环境影响保持敏感,从而有更长的发育窗口。

另外,研究还发现,环境对大脑的影响在不同区域并不一致,并且在发展过程中并非静态不变。相反,随着确定的发展顺序的进展,环境对大脑的影响也在变化。

关键的地方在于,青少年所处的社会经济环境通常对晚成熟的联想区域的发展产生更大的影响,而且这种影响在青春期被发现是最大的。

研究大脑的可塑性能帮助我们理解成长环境对每个孩子的神经发育轨迹产生有益影响的时机。减少青少年的社会经济环境差异,对整个青春期的大脑发展十分重要。

总而言之,青春期,不只是生理上的变化,更是孩子大脑迎接成熟的华丽序曲。

而在这个过程中,每一个大脑区域,都将按照自己的节奏前行。


参考资料:
https:///adolescent-brain-plasticity-22972/

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