超過 100,000 次 MRI 掃描被用于開發第一個測量人類一生中正常大腦變化的圖表Depositphotos

全球數百名科學家共享數據，創建了世界上第一個大腦發育圖表。該項目結合了所有年齡段受試者的MRI掃描，以提供我們大腦在一生中如何變化的獨特畫像。

父母可能對孩子的成長圖表非常熟悉。跟蹤體重、身高和其他指標有助于醫生和父母密切關注孩子是否正常成長或在某些方面落后。這些標記通常以百分位等級進行交流，科學家們對數十年的研究中青少年人體的正常發育范圍有了很好的了解。

雖然我們確實知道人類大腦在一生中會經歷許多重大變化，但醫生沒有資源來了解不同年齡段正常大腦發育的范圍。與 45 歲相比，15 歲時正常健康的大腦是什么樣的?劍橋大學的 Richard Bethlehem 和賓夕法尼亞大學的 Jakob Seidlitz 與來自全球的數百名研究人員合作解決了這個問題。

為了創建一系列跟蹤一生中平均大腦發育的圖表，研究人員首先需要積累一個龐大的數據集。由于 fMRI 腦成像是一個昂貴且耗時的過程，因此單個團隊無法收集必要的數據。因此，研究人員希望與世界各地的數百名科學家合作，每個人都進行自己的腦部掃描研究。

“我們試圖通過將現有研究的最大可能組合中的數據拼接在一起來解決這個問題，”Bethlehem 和 Seidlitz 在 The Conversation 的一篇文章中解釋道。“我們聯系了許多研究人員，看看他們是否愿意為這些參考圖表做出貢獻。從我們的大型數據集中可以看出，這些請求得到了熱烈的回應。這將一個草根項目變成了一項跨越六大洲和數十個機構的全球合作項目。”

這個龐大的項目最終收集了來自 100,000 多名人類受試者的 123,984 次MRI掃描。這些掃描涵蓋了 100 歲和 15 周時的胎兒。

通過名為 Brain Chart 的開源網站發布的研究結果提供了第一組參考圖表，用于跟蹤人類一生中大腦結構的變化。數據集的規模使研究人員能夠計算百分位分數，以確定不同年齡范圍的大腦大小的正常范圍。

例如，這項新研究發現，人腦中灰質的體積在 6 歲時達到峰值，但白質會持續增長到 29 歲左右。在 50 歲左右，大腦中的白質體積開始快速減少。

伯利恒說，現在將腦圖??用作醫生的臨床工具還為時過早。需要更多數據來更好地解決不同的患者群體，但在未來，醫生可能會對患者進行MRI掃描并使用這些參考圖表來檢測異常的大腦變化。

“這應該可以有效地讓神經科醫生回答‘這個區域看起來不典型但有多少不典型?’這個問題，”伯利恒說。“由于該工具是標準化的，所以你在哪里進行腦部掃描并不重要——你仍然應該能夠比較它。”

目前，MRI 腦成像并不是一種簡單或廉價的診斷工具。因此，即使腦圖構建了它的數據集并改進了它的模型，在資源可以用于監測大腦發育之前，還需要克服技術障礙。

最近的工程創新引入了新的便攜式MRI機器，使這種詳細的大腦成像更接近所有人都能獲得的東西。根據伯利恒和塞德利茨的說法，研究團隊將繼續更新和改進這組新數據，以便一旦技術趕上并且腦部掃描成為常規臨床實踐，它就可以準備就緒。

“隨著腦部掃描變得更便宜且越來越容易獲得(甚至便攜)，我們希望我們的腦圖能夠實現更多的定量標準，并幫助神經科學發現與這些令人興奮的技術進步并行，”伯利恒和塞德利茨寫道。“有一天，如果腦部掃描成為兒科實踐的正常部分，我們希望準備好必要的方法和工具，為患者及其家人提供有意義的見解。”