综述：迈向基于MRI的天才儿童神经发育结构整合图谱：一项范围综述

《Intelligence》：Toward an integrative MRI-based map of the neurodevelopmental architecture of giftedness: A scoping review

　　

摘要

引言

磁共振成像技术被越来越多地用于研究智力超常者的神经结构；然而，由于定义多样、样本量小以及方法差异，现有证据仍然零散不全。

研究目的

本综述整合了关于儿童和青少年智力超常者结构和功能神经相关性的MRI研究结果，旨在找出共性模式，并明确概念和方法上的关键差距。

研究方法

通过全面检索文献，找到了11项采用功能性MRI、扩散MRI和结构形态测量技术的经过同行评审的研究。这些研究根据乔安娜·布里格斯研究所的框架进行筛选，并按成像方式进行了叙述性总结。

研究结果

从不同成像方式来看，现有证据表明存在与系统级神经组织相一致的重复模式。在需要复杂推理和视觉空间任务的情境中，智力超常的青少年往往表现出更广泛且双侧化的额顶叶网络激活，同时其长距离白质通路似乎更为强化，且具有独特的形态学特征——如关联网络中的皮层厚度降低而皮层表面积增加。连接组分析进一步表明，他们的脑结构更具整体效率，且各部分之间的分隔较少。

讨论

由于智力超常的定义存在很大差异，加之成像方法不一致，导致研究结果的可比性和可解释性受限。现有证据支持从发展角度来解释在不同高能力群体中观察到的某些重复神经模式，但由于数据多为横断面研究，这一解释仍属于初步阶段。未来的研究应注重统一识别标准、采用纵向多模态成像技术，并构建大规模协作数据库，从而逐步形成关于智力超常的系统性神经科学认知。

引言

智力超常是一个复杂且多面的概念，一个多世纪以来一直存在争议。早期的定义将智力超常等同于卓越的智力表现，通常以智商≥130或标准化测试成绩处于前2%到10%为标准（Silverman & Gilman, 2020）。而更现代的理论则强调认知、动机、创造力以及社会情感因素之间的相互作用（Papadopoulos, 2020）。尽管基于单维度智商的模型仍被广泛使用，但多维度方法逐渐拓展了对智力超常的概念理解，使其不再仅局限于心理测量智力层面（Heller, 2006; Renzulli & Reis, 2017）。

诸如伦祖利（1978）提出的三环模型以及赫勒（1989）的认知-动机-社会文化框架等多维度视角表明，如果没有足够的发展环境和背景支持，卓越的潜力并不一定会转化为实际成就（Heller, 2006; Renzulli & Reis, 2017）。此外，发展进程的不同步以及更高的认知和情绪敏感度也被认为是智力超常者的潜在特征（Wood, 2020）。然而，由于在定义和识别程序上缺乏共识，导致了术语使用不统一以及方法上的巨大差异（Shaywitz et al., 2001; Smedsrud, 2020）。

该领域的一个核心挑战在于，智力超常的定义和操作化方式存在极大差异。不同的识别标准——如高智商、特定领域的天赋或基于成就的选拔——可能捕捉到部分重叠但并不完全相同的认知和发展特征。重要的是，这种差异不仅体现在概念层面，还可能延伸到神经生物学层面，进而导致不同研究报告中出现的神经学结果不一致。

本综述采用整合性的概念视角来探讨智力超常问题。它并非将智力超常视为可简化为一般智力g的单一概念，而是将其视为一种随时间发展的多维度现象，可通过多种神经认知结构表现出来。在此背景下，磁共振成像的研究结果并非表明存在统一的神经生物学基础，而是反映了与不同类型高能力相关的多种神经模式。

基于这一框架，本综述并不试图对各种相互竞争的智力超常理论进行评判，而是探究在不同的定义之下是否能够发现重复出现的神经模式，同时对其普遍适用性保持谨慎的态度。

MRI技术的进步为研究智力超常的神经基础提供了新的机会。功能性MRI，包括任务态和静息态两种模式，被用来研究大脑的激活和连接模式（Gilger, Talavage, & Olulade, 2013）；而扩散MRI技术，如扩散张量成像，则有助于了解白质微观结构以及额顶叶通路的情况（Tae, Ham, Pyun, Kang, & Kim, 2018）。结构性和形态测量型MRI则用于研究皮层厚度、表面积以及灰质/白质体积。最近，图论和网络分析方法也被用于探究大规模脑网络，这些研究或许能揭示智力超常青少年在网络整合和效率方面的差异。

尽管取得了这些进展，针对儿童和青少年智力超常者的MRI研究仍然十分有限且差异较大。由于成像方式、任务设计以及智力超常的定义各不相同，研究结果也存在很大差异，这些问题往往源于样本量小、干扰因素控制不足以及质量保障标准不一。本文所分析的初步研究表明，高能力群体中可能涉及额顶叶网络和默认模式网络，这或许反映了执行系统与关联系统之间的相互作用（Khundrakpam, Lewis, Reid, et al., 2017; Navas-Sánchez et al., 2016; Solé-Casals, Serra-Grabulosa, Romero-Garcia, et al., 2019）。

本综述旨在系统梳理并批判性地整合现有关于儿童和青少年智力超常者神经相关性的MRI研究证据，着重指出其中的共性发现、方法学缺陷以及未来研究的方向。

章节节选

研究设计与依据

本综述遵循乔安娜·布里格斯研究所制定的范围综述方法学标准（Peters et al., 2020），并且其报告格式符合《系统评价和元分析首选报告项目扩展版：范围综述指南》（PRISMA-ScR；Tricco et al., 2018）的要求。

本研究的目标是系统梳理并批判性地整合那些利用磁共振成像技术来研究智力超常者大脑结构和功能相关性的实证研究证据。

纳入研究概述及智力超常定义的多样性

最终纳入证据库的共有11项MRI研究，这些研究涵盖了任务型功能性MRI（Desco et al., 2011; Hoppe et al., 2012; Lee et al., 2006; O'Boyle et al., 2005; Prescott et al., 2010）、扩散MRI（Kuhn et al., 2021; Navas-Sánchez et al., 2014; Nusbaum et al., 2017）、结构形态测量研究（Navas-Sánchez et al., 2016），以及网络拓扑分析研究（Khundrakpam et al., 2017; Solé-Casals et al., 2019）。这些智力超常群体共有6到44名参与者，其中大部分为10岁左右的青少年。

超越单纯定量分析的重复出现的神经认知模式

各项研究都表明，单纯从“智力提升”这一定量角度来理解儿童和青少年的智力超常现象是不够的，因为这种视角无法完全涵盖典型的神经组织结构。相反，多项研究都发现了某些重复出现的特征，包括额顶叶控制系统的更广泛激活、长距离白质连接的差异、关联网络内的形态学差异，以及一些表明其整体功能更强的迹象。

审批委员会或内部审查委员会情况

无需说明。

CRediT作者贡献说明

瓦伦蒂娜·马萨罗尼：撰写——初稿、方法学、研究实施、正式分析、数据整理、概念构建。玛蒂娜·里奇：撰写——初稿、方法学、研究实施、正式分析、数据整理、概念构建。安杰丽卡·马尔福利：撰写——审阅与编辑。欧金尼奥·玛丽亚·梅尔库里：撰写——审阅与编辑、监督、概念构建。达妮埃拉·皮娅·罗萨里亚·基耶福：撰写——审阅与编辑、监督、方法学、概念构建。

临床试验编号

无需说明。

伦理审批与参与同意

无需说明。

关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

作者们使用了AI辅助语言工具来协助修改英文稿件，以提高其清晰度和可读性。作者们对稿件的内容负全责，这些内容体现了他们自身的原创工作及科学解读。CRediT作者贡献说明。

资金支持

本研究未获得任何来自公共、商业或非营利领域资助机构的专项拨款。

利益冲突声明

作者们声明自己不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

瓦伦蒂娜·马萨罗尼|玛蒂娜·里奇|安杰丽卡·马尔福利|欧金尼奥·玛丽亚·梅尔库里|达妮埃拉·皮娅·罗萨里亚·基耶福

意大利罗马20123，圣心天主教大学医学与外科学院，健康科学与公共卫生系