心理所儿童青少年脑发育研究获进展

　　随着各国脑计划的推出，近5年各类大型脑成像研究促进了脑科学快速发展，但个人心理卫生和精神疾病的临床诊护进展缓慢。超过三分之二的精神疾病的发病年龄在21岁之前，已有研究证实：精神与心理疾病易感性出现的时间窗口是可以识别的：幼儿易感时期常出现破坏性行为、表现出冲动和焦虑，而青春期则是情绪发作、精神疾病、药物滥用等易出现的阶段。然而，精神疾病医学仍然缺乏任何客观或生物学测试工具来进行大脑发育状况的监测，这与“儿科医学能够基于身体发育图表或生长轨线帮助临床儿科医生就个体是否生长发育异常作出诊断”形成了极为鲜明相比。在全世界范围内，精神疾患与心理健康方面至今都尚未建立正常健康群体的参考模式（常模）。这样的基础研究现状使得对精神疾病进行早期检测、干预预防、实现个体化医疗仍然是非常遥远的目标。 

　　无损磁共振人脑成像可以全面研究大脑结构和功能的发育特点，成为建立儿童青少年脑结构与功能发育轨迹常模与分布研究的核心技术。常模研究与绘制的三大主要内容为：1）常模样本的纵向实验设计与采集，2）高信效度常模指标的研究与开发，3）纵向数据统计分析与常模轨线建模。中国科学院行为科学重点实验室左西年研究组在中国科学院重点部署项目和国家自然科学基金委国际合作重点项目资助下，开展为期5年名为“彩巢计划”的儿童青少年脑常模研究，致力于自2012年开始到2017年结束追踪192名健康儿童青少年（6-18岁）的脑结构与功能发育，完成768次脑成像数据采集，为更大规模的脑发育常模研究提供预研数据资料。 

　　目前，“彩巢计划”已经完成第2次脑发育追踪，基于首次采集的脑结构与功能数据，实验室研究了人脑背侧前扣带回皮层的半球非对称特性。揭示出：1）背侧前扣带回皮层上部在左半球比在右半球具有更高的灰质密度，而其下部却恰好相反；2）背侧前扣带回皮层上部与右侧额顶控制网络和左侧的默认网络具有更强的功能连接，而其下部却与右侧的视觉网络和右侧默认网络之间的功能连接更强；3）男孩的背侧前扣带回皮层与同侧半球视觉网络的功能连接比女孩更为不对称。如图1显示：基于背侧前扣带回皮层功能连接的发育变化，男孩与女孩表现出截然不同的半球非对称性变化轨线，在11-12岁时男女发展轨线交汇，相关脑区涉及空间认知（冷色）和语言加工（暖色）功能。 

　　本研究对于人脑中最复杂的脑区之一“背侧前扣带回皮层”进行了半球非对称性及其发展研究，研究成果对于认识其所在的认知控制网络功能的工作和发展机制具有重要科学价值。同时该研究也提示：深入研究人脑控制网络的形成与发展机制，对当前人工智能和各种神经发育脑疾患的基础与应用研究都有指导意义。 

　　该研究受国家自然科学基金委国际合作重点项目（81220108014）以及中科院重点部署项目（KSZD-EW-TZ-002）资助，相关文章目前已在线发表于Developmental Cognitive Neuroscience。 

Wang J, Yang N, Liao W, Zhang H, Yan CG, Zang YF, Zuo XN*. Dorsal anterior cingulate cortex in typically developing children: Laterality analysis. 2015; Developmental Cognitive Neuroscience, In Press. 

　　Link: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878929315000924  

图1 儿童青少年背侧前扣带回皮层的功能连接半球非对称性发育轨迹