从出生到成年大脑皮层折叠的模式

《Nature Communications》：Motifs of brain cortical folding from birth to adulthood

　　

摘要

大脑的皮层折叠被广泛认为是基因编程与生物力学相互作用的结果，与细胞构筑分区密切相关。异常的折叠模式在神经发育障碍和精神疾病中经常被发现。然而，次级和三级褶皱之间的显著个体差异掩盖了形态生物标志物的检测，并干扰了折叠与功能关系的研究。在此，我们使用带有分层模板的多模态表面匹配方法，一种分层表面配准技术，对皮层折叠异质性进行精细尺度的研究，将皮层折叠模式解析为一组具有代表性的、不同的解剖学模板家族。通过将该技术应用于人类连接组项目的年轻成人以及发育中的人类连接组和婴儿脑成像队列中的新生儿，我们识别并刻画了共同的脑叶折叠模式：观察到两个年龄组之间的一致性，且新生儿样本显示变异较小。重要的是，我们强调成年人在颞叶内存在显著的半球不对称性，新生儿中也呈现出一致的趋势。本研究为理解大脑不对称性以及折叠与功能之间复杂关系提供了关键步骤，并提出了一个稳健的框架，以在未覆盖的皮层折叠模式跨数据集和发育阶段进行泛化。