通过双胞胎脑图揭示特定功能对人类大脑皮层结构的影响

《Communications Biology》：Feature-specific environmental contributions to human cortical architecture revealed by twin brainprints

　　

摘要

环境变化如何影响人类大脑皮层至今仍不完全清楚。在这项研究中，我们对比了210对双胞胎（年龄在16至78岁之间）的皮质“脑印”——即各区域皮质形态的个体特征——以此区分产前、成年后的自然环境变化与实验性诱导的环境变化以及遗传因素的影响。同卵双胞胎的脑印相似度高于异卵双胞胎，这符合遗传效应的结果。在出生体重差异较大的同卵双胞胎中，早期环境的长期影响表现为脑印相似度较低，这一现象是由皮质表面的面积差异所导致的。相比之下，成年后体重和生活方式的差异对脑印相似度的影响较小。不过，为期10周的虚拟现实导航训练使灰白质交界处的结构发生改变，曲率及面积的变化也与微观结构的重构有关。经过训练后，同卵双胞胎的脑印相似度有所上升，而异卵双胞胎的脑印相似度则出现差异。这些研究结果表明，产前和成年期不同的环境因素会反映在人类大脑皮层的不同特征上。