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为探究青春期前儿童杏仁核结构发育的影响因素,研究人员以 3953 名 9 - 10 岁儿童为样本,利用 CIT168 图谱研究杏仁核总容积、亚区容积及分配。结果发现年龄、性别、BMIz与之相关,而青春期阶段无显著关联。该研究为理解脑疾病风险提供依据。
在成长的奇妙旅程中,青春期是一个至关重要的阶段。在这个时期,大脑中的杏仁核(Amygdala)会发生显著的变化,它对我们的情感、社交以及饮食行为的发展有着深远的影响。杏仁核可不是一个简单的结构,它由多个不同的核组成,就像一个精密的小宇宙,每个部分都有着独特的功能。然而,一直以来,科学家们对杏仁核各个亚区在发育过程中的成熟差异了解得并不够深入。
以往的研究虽然发现杏仁核总体积的增长遵循特定轨迹,且存在性别差异,但年龄对杏仁核体积变化的解释力并不强,这表明个体之间杏仁核的发育存在很大差异。此外,青春期的发育进程以及肥胖等因素对杏仁核体积的影响也尚不明确。更重要的是,目前对于杏仁核亚区发育的研究还存在样本量小、年龄范围广等问题。为了更深入地了解这些奥秘,来自国外的研究人员开展了一项重要的研究,该研究成果发表在《Developmental Cognitive Neuroscience》杂志上。
研究人员从 Adolescent Brain Cognitive Development? 研究(ABCD 研究 ?)中选取了 3953 名 9 - 10 岁的儿童作为研究对象。他们运用了结构磁共振成像(sMRI)技术来观察大脑结构,借助概率性的 CIT168 图谱对杏仁核的九个亚区进行精确分割。同时,收集了儿童的年龄、性别、青春期阶段、体重指数 z 评分(BMIz)等信息作为研究的变量,并将种族、家庭收入、父母教育程度等可能影响结果的因素作为协变量进行控制。在数据分析阶段,研究人员使用线性混合效应模型(LME)来探究这些变量与杏仁核亚区体积及其相对分配之间的关系。
研究结果显示,年龄与几乎所有杏仁核亚区的体积增加都存在关联,这表明在 9 - 10 岁这个阶段,杏仁核可能经历了一个近乎全面的扩张。不过有趣的是,年龄对杏仁核亚区的分配差异并没有显著影响。性别方面,女性青春期前儿童的杏仁核总体积以及大多数亚区体积都小于男性。而且,在杏仁核亚区的分配上也存在性别差异,比如女性在背侧亚区(如 CMN、CEN、ASTA)的相对体积更大,而在基底外侧腹侧平行层亚区(BLVPL)的相对体积更小。在 BMIz的影响上,较高的 BMIz与较小的杏仁核总体积相关,这种影响主要是由基底外侧核群(BLN)中的两个大亚区(LA 和 BLDI)体积减小导致的。同时,较高的 BMIz还使得一些较小亚区(如 CMN、ATA)的相对体积增加。另外,研究人员并未发现青春期阶段与杏仁核体积或分配之间存在显著关联。
从这些结果可以看出,年龄、性别和 BMIz在青春期前儿童杏仁核亚区的发育过程中扮演着重要角色,而青春期阶段对杏仁核发育的影响并不明显。这一研究成果意义重大,它为我们理解大脑发育过程中杏仁核结构的变化提供了重要依据。因为基因研究发现,杏仁核亚区体积相关的遗传位点与常见脑部疾病的遗传风险因素存在重叠,所以该研究有助于我们进一步探究早期发育的异质性如何影响青春期和成年期脑部疾病的发病风险和机体的恢复能力。例如,了解这些关联后,我们或许能够提前发现某些个体在未来患脑部疾病的潜在风险,从而采取相应的预防措施。
研究人员在研究中主要运用了以下关键技术方法:首先,利用结构磁共振成像(sMRI)获取大脑结构图像;接着,借助 CIT168 图谱对杏仁核亚区进行分割,通过特定的算法将图谱与个体图像进行配准,计算出各亚区的体积;最后,运用线性混合效应模型(LME)对数据进行统计分析,同时控制多种协变量,以探究各因素与杏仁核亚区体积及分配的关系。样本则来源于 ABCD 研究 ? 中经过筛选的 3953 名 9 - 10 岁儿童。
总的来说,这项研究深入探讨了青春期前儿童杏仁核亚区的发育情况,揭示了年龄、性别和 BMIz对其的重要影响,为后续研究大脑发育和相关疾病风险奠定了坚实基础。未来,研究人员可以进一步拓展研究,比如利用功能磁共振成像技术观察杏仁核的激活模式,或者探究杏仁核亚区与脑部疾病之间更深入的联系,从而为人类大脑健康的研究和保护提供更多有价值的信息。