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基本信息

Title:The brain’s lifelong functional organization

發(fā)表時(shí)間:2026-03-25

發(fā)表期刊:Nature

影響因子:48.5

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研究背景

人腦并不是均勻成熟的。與基礎(chǔ)感覺輸入直接相關(guān)的區(qū)域往往更早發(fā)育，而支持抽象思維、計(jì)劃和自我相關(guān)加工的高階區(qū)域，則需要數(shù)十年才能達(dá)到完全成熟。過去，這種“先基礎(chǔ)、后高級”的規(guī)律多在腦體積、皮層厚度等結(jié)構(gòu)指標(biāo)上被證實(shí)，但大腦的功能組織本身如何從出生一路變化到老年，一直缺乏系統(tǒng)描繪。

這篇發(fā)表于《自然》（Nature）的 News & Views 文章，解讀了 Taylor 等人的一項(xiàng)最新研究。該研究探討了人腦皮層的三條主導(dǎo)性功能梯度（functional gradients，即功能連接的連續(xù)組織軸）如何在整個(gè)生命周期（lifespan）中形成、成熟并衰退。

文章將大腦皮層（cortex）視為一個(gè)連續(xù)景觀，功能連接模式被提煉為三條主導(dǎo)空間梯度：感覺到聯(lián)合區(qū)梯度（sensory-to-association gradient）、視覺到身體梯度（visual-to-body gradient），以及控制到表征梯度（control-to-representation gradient）。此前研究多局限于兒童期或成年期，而本研究填補(bǔ)了覆蓋全生命周期統(tǒng)一功能發(fā)育圖譜的空白。

核心發(fā)現(xiàn)

發(fā)現(xiàn)一：三條功能梯度并不同步成熟，而是沿層級次序依次達(dá)到峰值

研究顯示，三條主導(dǎo)功能梯度并未同步成熟。其中，感覺到聯(lián)合區(qū)梯度和控制到表征梯度在兒童期與青春期持續(xù)擴(kuò)張，直到約19歲達(dá)到峰值。相比之下，視覺到身體梯度的峰值出現(xiàn)得早得多，約在5歲時(shí)即達(dá)到最高，隨后逐漸收縮。這表明大腦功能組織遵循從基礎(chǔ)感覺處理到高階認(rèn)知整合的層級式成熟順序，與局部突觸密度的經(jīng)典神經(jīng)發(fā)育觀察相吻合。

Fig. 1b 中，作者展示了三條梯度范圍隨年齡變化的軌跡：視覺到身體梯度約在5歲達(dá)峰，而感覺到聯(lián)合區(qū)與控制到表征梯度約在19歲達(dá)峰；這張圖直觀說明了不同功能系統(tǒng)成熟時(shí)間的分化，也對應(yīng)了“發(fā)現(xiàn)一”。

梯度映射到腦表面的變化在4歲前最為劇烈。在這一時(shí)期，涉及高階過程的功能軸從相對彌散、未成熟的布局，快速重組為越來越接近成人樣式的組織。這意味著，嬰兒的大腦最初主要圍繞基礎(chǔ)感覺系統(tǒng)（如視覺與身體感覺）的區(qū)分來組織；隨著發(fā)育推進(jìn)，更抽象的組織原則（如感覺到聯(lián)合區(qū)的分化）才逐步接管并主導(dǎo)皮層層級（cortical hierarchy）。

Fig. 1a 與 Fig. 1b 中，作者用不同年齡節(jié)點(diǎn)示意了三條梯度在大腦皮層上的空間分布及其范圍變化；這些圖共同支撐了早期生命階段功能網(wǎng)絡(luò)快速重組的結(jié)論，也對應(yīng)了“發(fā)現(xiàn)二”。

省流總結(jié)

約3600人的腦影像分析表明，人腦三條核心功能梯度并非同步成熟：視覺到身體梯度約5歲達(dá)峰，而感覺到聯(lián)合區(qū)及控制到表征梯度約19歲達(dá)峰。大腦功能組織在4歲前經(jīng)歷快速重組，由基礎(chǔ)感覺主導(dǎo)逐步轉(zhuǎn)向高階認(rèn)知主導(dǎo)，為識別神經(jīng)發(fā)育偏離提供了全生命周期的群體參考基準(zhǔn)。

分享人：天天

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部

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