人类大脑皮层形态相似性网络的跨生命周期解析及其在脑疾病评估中的应用

来自Liang等研究团队通过分析33,937名0-80岁健康参与者的多模态神经影像数据，系统揭示了人类大脑皮层形态计量网络（morphometric networks）的发育轨迹。研究发现感觉皮层与联合皮层呈现分化发育模式，这些模式与功能、代谢和转录组特征相关。基于形态网络的规范建模可精准识别1,202例脑疾病患者的特异性连接异常，为个体化脑网络评估建立了定量标准。

　　

这项突破性研究首次绘制了人类大脑皮层形态相似性网络（morphometric similarity networks）从出生到80岁的完整发育图谱。通过对33,937名健康受试者多模态神经影像数据的系统分析，揭示了感觉皮层与联合皮层在形态网络发育中的显著分化：感觉皮层表现出增强的形态分化（morphometric differentiation），而旁边缘皮层则呈现形态相似性（morphometric similarity）增加的特征。

研究发现，大脑全局网络架构在出生至成年早期经历显著成熟，表现为模块化（modularity）和小世界特性（small worldness）的增强。特别值得注意的是，形态-功能耦合（morphology-function coupling）在青春期早期达到峰值后逐渐减弱，这支持了大脑功能网络存在延长成熟期的假说。

在分子机制层面，这些发育模式与突触信号传导（synaptic signaling）、神经发育（neurodevelopment）和代谢相关基因的表达谱高度相关。基于大规模正常人群数据建立的形态网络规范模型（normative models），成功检测到1,202例脑疾病患者特异的连接表型偏差（connectivity-phenotypic deviations）。

该研究不仅阐明了皮层网络重构的基本规律，更重要的是建立了个体化脑网络变异的定量评估标准，为理解神经发育障碍和退行性疾病的发病机制提供了全新视角。