人类大脑非周期性神经活动的发展轨迹及其在前额叶认知控制发育中的作用

来自国际团队的研究人员通过分析101名5.93-54岁受试者的颅内脑电图数据，揭示了非周期性神经活动（1/?-like）随年龄发展的特征。研究发现感觉运动皮层和联合皮层的非周期性斜率（反映神经噪声）会随年龄增长而变平缓，挑战了传统基于脑结构的早期发育模型。特别值得注意的是前额叶皮层（PFC）中，注意任务状态会调节年龄效应——成人表现出比静息态更陡的斜率，儿童则相反，这与认知控制能力的发展相吻合。该研究通过结构影像学进一步发现灰质体积变化与非周期性斜率相关，为理解注意力和记忆能力的神经发育机制提供了新视角。

　　

这项开创性研究描绘了人类大脑非周期性神经活动（aperiodic activity）的发育蓝图。作为反映神经噪声（neural noise）的重要指标，1/?-like斜率的变化规律揭示了令人惊讶的发育特征：与基于脑结构的传统模型不同，不仅感觉运动皮层（sensorimotor cortex），连联合皮层（association cortex）的非周期性斜率都会随年龄增长而逐渐变平缓，这种变化持续到青年期。

前额叶皮层（PFC）展现出独特的"双模式"发育特征：在注意任务状态下，成年人表现出比静息态更陡峭的斜率（意味着更低的神经噪声），而儿童群体则呈现完全相反的模式。这种状态依赖性的年龄效应，完美印证了前额叶认知控制能力（cognitive control）的渐进式发展过程。更引人注目的是，任务状态下的斜率变化能够解释不同年龄段记忆能力的差异，首次在神经电生理层面建立起PFC发育与记忆功能提升的直接关联。

研究团队还巧妙结合结构磁共振数据，发现灰质体积（grey matter volume）的年龄相关性变化与非周期性斜率存在显著关联。这些发现不仅重新定义了我们对神经发育时序的理解，更为探索注意力缺陷和多动症（ADHD）等发育性疾病的神经机制提供了全新的生物标记物。采用的大规模颅内脑电图（iEEG）技术（n=5,691电极）和严谨的预注册研究设计（https://osf.io/gsru7），为发育神经科学领域树立了方法学新标杆。