极早产学龄儿童执行与注意功能的关键脑区皮层厚度显著变薄:神经成熟新证据

《Brain Structure and Function》:Brain structures and their association with executive and attentional abilities in very preterm 8-year-old children

【字体: 时间:2025年11月23日 来源:Brain Structure and Function 2.7

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  为破解极早产(VPT)儿童执行功能(EF)与注意缺陷的脑结构根源,瑞士团队聚焦背外侧前额叶(DLPFC)与前扣带回(ACC),首次发现皮层越薄、抑制/注意/灵活表现越好,提示“变薄即成熟”规律同样适用于VPT群体,为精准干预提供生物标志。

  
在新生儿重症监护技术突飞猛进的今天,<32孕周出生的极早产(VPT)儿童存活率已超九成,但他们步入小学后仍常被老师抱怨“坐不住、记不住、易分神”。过去研究把问题归咎于白质损伤或整体脑体积小,却忽视了一个更细微的指标——皮层厚度(cortical thickness):童年期持续的“变薄”本是突触修剪、网络优化的象征,而在VPT脑中,这一过程是否被延迟?如果延迟,又与哪些具体功能挂钩?瑞士洛桑大学医院联合EPFL的团队决定跳出“全脑搜索”套路,把聚光灯打在两个已被功能影像证实对执行与注意至关重要的区域:背外侧前额叶(DLPFC)和前扣带回(ACC)。他们猜想,在这两个枢纽,皮层越薄可能代表越成熟,从而与更好的抑制控制、持续注意和认知灵活度呈负相关;若假设成立,就能为临床提供可量化的“成熟标尺”,进而设计靶向训练。
研究纳入2011–2013年出生的51例VPT队列,在8–10岁(M=8.85岁)完成高分辨率3T MRI与5项经典神经心理测评。最终33例数据进入分析:女孩17名,平均胎龄27.2周。作者用探索性因子分析把众多行为分数压缩成“抑制因子”“注意因子”“灵活因子”,再与DLPFC、ACC的5项结构指标(皮层厚度、表面积、体积、FA、介数中心度)做偏相关,并校正年龄、性别与社会经济状态。论文2025年11月在线发表于《Brain Structure and Function》。
关键技术:
  1. 纵向VPT队列(胎龄<32周)8岁随访;
  2. 3D-T1 MPRAGE(1 mm各向同性)+ HARDI多壳弥散成像;
  3. FreeSurfer v7.2.1皮层重建与Desikan-Killiany分区;
  4. Neurosynth元分析定位DLPFC、ACC ROI;
  5. MRtrix3 MSMT-CSD+SIFT2构建结构连接矩阵;
  6. 探索性因子分析(最大似然+Promax旋转)提取行为维度;
  7. FDR多重比较校正与线性混合效应模型。
研究结果:
皮层厚度是唯一显著指标
  • 抑制因子:左ACC(r=–0.529, p=0.036)与双侧DLPFC(r=–0.489, p=0.042)均呈负相关,且DLPFC效应更强(β=–0.11, p=0.02)。
  • 注意因子:左ACC厚度越薄,持续注意越好(r=–0.466, p=0.044)。
  • 灵活因子:右DLPFC厚度与认知灵活度负相关(r=–0.489, p=0.042)。
    全脑对照显示,该“负相关”并非弥漫性,而是相对特异于DLPFC与ACC。
其他指标未通过多重检验
体积、表面积、FA及介数中心度与三因子均无显著关联,提示在VPT学龄期,皮层厚度比宏观体积或白质微结构更能捕捉功能成熟差异。
性别差异
女孩在抑制与注意因子得分更高,但皮层厚度-行为斜率与男孩无异,说明“变薄-更好”规律不受性别调节。
控制区验证
在外侧枕叶、上顶叶等非执行核心区,厚度与三因子关系不显著,进一步确认DLPFC/ACC效应的解剖特异性。
结论与讨论:
这项研究首次在VPT学龄儿童中证明,DLPFC与ACC的皮层变薄是执行与注意功能改善的“生物指纹”,其方向与足月儿一致,提示尽管VTP群体经历早期脑病与发育迟缓,但“变薄即成熟”的基本原则仍然适用。临床可借助结构MRI量化皮层厚度,作为认知干预的准入或疗效指标;科研层面则需纵向追踪青春期,验证该负相关是否持续,并引入网络神经科学视角,考察DLPFC-ACC与额顶、扣带-岛叶网络协同发育。作者也指出,样本量小、队列功能损伤较轻、ROI基于成人元分析是局限,未来需在更大范围、更严重损伤的VPT群体中重复,并比较足月对照,以厘清“厚度-功能”轨迹的交互效应。
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