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本文聚焦早期脑功能网络发育，提出其遵循从初级感觉 / 运动到社会情感，再到认知 / 执行控制的重叠分层模式。探讨了风险因素影响、干预策略等，对理解大脑发育及相关疾病干预有重要意义。
早期脑功能网络发育的重要性
从单细胞胚胎发育成活泼的幼儿，人生最初几年是人类生长最活跃、影响最深远的时期。这期间，大脑经历巨变，形成上千亿神经元，建立树突和轴突连接，生长大量支持细胞，这些共同构成功能网络基础，支撑感觉、运动、社交、情感和认知功能发展。早期大脑功能发展高度动态且精确有序，细微偏差可能引发严重发育问题，因此了解其正常发展过程和风险因素影响至关重要。
过去二十年，脑电图（EEG）、功能近红外光谱技术（fNIRS）、静息态功能磁共振成像（rsfMRI）等无创成像技术，推动了对早期脑功能网络的研究。研究发现，原始功能网络在胎儿期出现，婴儿期经历显著同步化和专业化，之后持续演变。本文基于这些研究，从功能网络角度，将功能网络发展模式与行为联系起来，提出早期脑功能网络发展遵循重叠分层模式，并探讨成像技术在风险识别和干预策略中的应用。
初级功能网络奠定发展层级基础
初级功能涵盖感觉（躯体感觉、视觉、嗅觉、听觉）和运动两大领域。它们可能在胎儿期同步出现，胎儿 6 周左右开始弯曲头部或臀部，8 - 20 周出现自发惊跳、动作和抽搐，21 - 23 周对外部触觉、振动听觉、听觉和视觉刺激有明显运动反应，新生儿出生后能凭嗅觉寻找母亲乳头，这些都表明感觉和运动功能的综合发展。
胎儿期，感觉相关同源脑区出现双侧同步化。出生后不久，多数皮层感觉网络（如躯体感觉（SEN）、视觉（VIS）、听觉（AUD）网络）呈现类似成人的拓扑结构，丘脑连接也相应发展。虽然缺乏嗅觉（OLF）网络连接的直接报告，但有研究显示新生儿出生后数小时，眶额嗅觉区域对牛奶气味有激活反应。运动控制方面，胎儿期和新生儿早期，丘脑和脑干等皮层下结构起主导作用，近期研究还发现新生儿小脑与皮层下和感觉运动皮层有紧密连接，提示小脑在早期运动控制中的潜在作用。从婴儿到成人，运动控制的大脑基础逐渐从皮层下 / 小脑（Sub/Cb）过渡到皮层区域。此外，出生前后，初级网络间也建立了连接。初级感觉 / 运动网络的集体和互动发展，支持了早期生命必需行为，如基于气味的首次吸吮和皮肤接触。
出生后，初级功能随经验不断完善，如运动功能从躺到坐、站、走、跑跳，视觉功能从黑白模糊短距到彩色清晰长距，听觉功能对强度和频率的辨别能力增强。网络拓扑结构成熟并不等同于功能成熟，而是为功能的长期、反复、经验依赖的优化奠定基础。总之，初级感觉和运动功能网络在胎儿期出现，围产期快速发展，奠定了脑功能发展层级的基础。
以社会情感为中心的网络发展主导第一年
人类作为社会性物种，社会情感功能早期出现，对短期和长期心理健康、终身学习和适应至关重要。婴儿出生后第一年，社会情感发展迅速且关键，如新生儿偏好人脸，出生后不久与照顾者进行非语言交流，情感上对愉悦和不愉快刺激有不同反应，之后逐渐建立与主要照顾者的依恋关系，这种依恋质量对长期社会情感健康和生活质量影响深远。
杏仁核（AMG）和眶额皮层（OFCs）是成熟大脑中处理正负情绪的关键中心，可能参与婴儿社会情感发展。虽然婴儿早期体验基本情绪时较少涉及高级认知，但随年龄增长，不同认知和控制网络更多参与，促进认知 - 情感整合，提升社交互动和情绪调节能力。默认模式网络（DMN）支持成人自我意识和自我参照思维，婴儿期可能有相关原始功能；显著性网络（SAL）参与自下而上的显著性事件评估和注意力重新分配；背侧注意网络（DAN）对成人注意力的自愿控制和持续注意很关键。这五个网络在婴儿出生后第一年发展迅速，为便于讨论，归为 “以社会情感为中心的发展”。但社会情感和认知 / 执行控制网络并非完全分离，而是相互重叠的综合系统。
出生时，双侧 AMG 间以及与初级皮层下和皮层感觉运动区域（AMG - SEN/MOT）的功能连接已形成。通过这些连接，身体不适的感觉信号可触发 AMG 的情感效价评估并产生运动输出。1 岁时，AMG - 感觉运动直接连接被 AMG - 内侧前额叶（AMG - DMN/SAL）和 AMG - 背外侧前额叶（DAN）连接取代，这一回路类似成熟的情绪调节网络，6 个月时可观察到该回路的中间版本。
OFC 是积极情绪的枢纽。出生后，OFC 对母乳气味有激活反应，2 个月大婴儿听到母亲声音时，OFC、AMG 和听觉皮层会激活。1 岁后半期，fNIRS 研究发现 OFC 和内侧前额叶皮层（OFC - DMN）对母亲的脸、微笑或声音有共同激活。但婴儿 OFC 相关成像研究较少且样本量小，结果需谨慎对待。
出生时，DMN、SAL 和 DAN 处于原始状态，仅存在扩散和局部连接。第一年，它们经历显著同步化。DMN 在 3 个月时发展为分布式网络，6 个月时接近成人；SAL 在新生儿期前后岛叶开始功能特化，1 岁时进一步局部特化和长距离整合；DAN 在第一年形成顶叶和额叶间的长距离连接。
这五个网络并非孤立发展，第一年观察到网络间动态交互。如 DMN 和 DAN 的反相关在 1 岁时出现，AMG 与内侧前额叶的正连接、与外侧前额叶的负连接以及 OFC - DMN 的共同激活在 1 岁时建立，类似成熟的情绪调节网络。初步的脑 - 行为关联研究发现，3 个月时 SAL 和 DMN 反相关增加、SAL 和 AMG 连接减少，与 6 个月时母婴互动灵活性增加和从压力中恢复的能力增强相关，但样本量有限，结果初步。
“基于分心的安抚策略” 可体现这些网络的协同作用。给哭闹婴儿一个新奇玩具时，SAL 评估刺激显著性，转移婴儿注意力，AMG、DMN 可能参与，DAN 维持对新刺激的注意力，OFC 奖励处理回路引发积极情绪，与 DMN、SAL 共同调节负面情绪，最终与感觉和运动控制回路协同，使婴儿停止哭闹并玩耍。AMG 和 OFC 在这一过程中起到连接认知网络和初级感觉运动网络的 “整合核心” 作用。
总之，以社会情感为中心的网络发展在第一年占主导，但网络基础设施的存在不等同于功能成熟。早期社会情感发展阶段敏感且关键，对后期发展影响深远，应予以特别关注。
认知和执行控制为中心的网络发展较为漫长
随着年龄增长，认知和执行控制行为逐渐增多，且较少受情绪影响，这是人类心理成熟的标志。早期发展的 DMN、DAN 和 SAL 对支持这些认知功能很重要，如参与 6 个月左右出现的早期工作记忆。海马体与 DMN 中额叶和顶叶区域的功能连接增强，有助于记忆的编码、存储和检索。第一年，语言相关区域的功能连接逐渐偏侧化，4 - 18 个月婴儿左颞极和左梭状回区域的功能连接与 6 岁时的口语和语音技能相关。认知网络是生命早期功能发展的重要组成部分。
多数认知网络在第一年经历主要同步化，而以额叶 - 顶叶执行控制（EXE）网络为代表的执行控制网络发展更为漫长。新生儿期，EXE 网络与其他网络类似，存在扩散局部连接，但与其他网络相比，其空间拓扑结构和连接强度向成人形式的发展较慢，主要发展在第二年及以后，这与其在认知控制和决策中需要多模态信息整合、长期调整和经验优化的功能相符。6 岁儿童的 rsfMRI 研究显示，其 EXE 与 DMN、DAN 的网络交互模式与成人部分相似，表明这些网络虽有发展但仍未成熟。
生命早期前两年，认知 / 控制网络与初级感觉 / 运动网络的直接交互显著增加，有助于更复杂的认知规划和目标导向行为。小脑在新生儿期与皮层下 / 初级感觉运动皮层连接，1 - 2 岁时连接扩展到额叶和顶叶的联合区域，反映其在认知 / 控制功能中的早期参与。图论研究表明，婴儿期及以后，大脑的局部和全局效率提高，枢纽从初级区域转移到高级区域，这种跨模态交互和全系统优化促进了更复杂执行控制行为的出现。功能信号传输频率和效率的提高，得益于局部灰质生长和长距离白质连接。
整个层级建立后，网络内同步强度和网络间交互模式等详细参数的优化是迭代、交互的，可能不遵循固定时间顺序，基于 “试错”，并持续到儿童期以后，如逻辑推理、情绪调节和执行控制等功能领域。但将发展中的功能网络与婴儿行为联系起来的讨论存在局限性，如难以准确定义婴儿认知 / 控制功能，不同功能网络在婴儿和成人中的作用可能不同，以及脑 - 行为关联研究面临样本量、研究设计等挑战。
风险相关改变、复原力因素、治疗效果和治疗机会
早期脑功能网络发展具有可塑性，易受多种风险因素影响。许多精神障碍源于功能 “错误连接”，早期风险相关改变的研究对风险识别和干预至关重要。
与孕妇相关的风险因素，如精神障碍、社会劣势、物质使用、肥胖和炎症等，可改变胎儿环境，影响胎儿编程和初始功能网络形成。例如，产前母亲抑郁症状较高的新生儿，AMG 与背内侧前额叶皮层（AMG - DMN）的负功能连接增加；6 个月大时，暴露于相同环境的婴儿，AMG 与岛叶（AMG - SAL）和内侧前额叶区域（AMG - DMN）的连接增强。产前可卡因暴露的新生儿，AMG 与内侧前额叶区域（AMG - DMN）功能连接亢进，其他产前药物暴露会导致更广泛的功能连接改变。孕期炎症时，母亲白细胞介素 - 6 浓度较高与新生儿 AMG 与前岛叶（AMG - SAL）连接增强相关。母亲社会劣势会影响新生儿额叶 - 边缘系统白质微观结构和 AMG 功能连接。此外，自闭症家族风险婴儿 12 个月时，AMG 与内侧前额叶连接较弱。这些结果表明，不同风险因素似乎都针对第一年快速成熟的社会情感连接。
除社会情感相关改变，自闭症家族风险婴儿存在听觉 / 感觉运动连接异常，发育性阅读障碍家族风险婴儿有梭状回连接变化，低社会经济地位婴儿有皮层下 / 前额叶异常。全脑研究显示，产前压力和物质使用会导致更广泛的改变。早产与功能网络连接强度降低、空间分布受限、功能分离 / 整合 / 效率降低以及动态功能连接模式改变有关。机构抚养和后期寄养与异常的 theta EEG 功率相关，进而预测年轻成人时智商较低。
可改变的复原力因素和干预策略是重要但研究较少的领域。育儿方式可能是有效的干预靶点，孕期阿片类药物使用障碍药物治疗效果已有研究，贫困减少计划可改变婴儿 EEG 活动，影响长期智商。肠道 - 脑轴研究发现，1 岁婴儿肠道微生物群多样性与大脑结构和 AMG 功能连接相关，为探索新的治疗窗口提供了支持。但目前在寻找临床转化方面仍处于早期阶段，需要更多研究。
结论
本文提出早期人类脑功能网络发展的分层模型，初级感觉和运动网络最早出现，为其他功能发展奠定基础；AMG 和 OFC 是连接认知和感觉运动网络的 “整合核心”，以社会情感为中心的发展在第一年占主导；认知和执行控制为中心的发展处于时间发展层级顶端，轨迹最为漫长。模型的详细参数优化依赖环境输入和反馈，可能需要数十年。不同风险因素对发展层级有影响，尤其针对第一年快速成熟的社会情感回路，需引起关注。
该模型是揭示脑功能发展过程的初步尝试，未来精准研究应量化个体与 “规范” 模型的偏差，以及这些偏差与发展问题和障碍的关系。同时，还需关注大脑和脑 - 行为关系中的个体变异性和异质性，以及扫描
