科学家展示了婴儿大脑的灵活性是如何出现的

科学家展示了婴儿大脑的灵活性是如何出现的
这张图像是核磁共振数据,显示了神经随时间的灵活性。来源:北卡罗来纳大学教bob88体育平台登录堂山分校生物医学研究成像中心。

认知灵活性是指在应对外部刺激和不同任务要求的心理过程之间随时切换的能力。例如,当我们的大脑在处理一项任务时,存在一个外部刺激,要求我们转换我们的心理过程来关注这个外部刺激。这种从一种思维任务切换到另一种思维任务的能力就是认知灵活性。这种灵活性可以预测阅读能力、学业成绩、抗压力能力、创造力以及各种神经和精神疾病的低风险。为了阐明婴儿早期这一关键认知过程的发展,北卡罗来纳大学医学院生物医学研究成像中心(BRIC)的研究人员对婴儿进行了一项脑成像研究,以检查神经灵活性的出现,神经灵活性指的是大脑区域改变其角色(或从一个功能网络转向另一个功能网络)的频率bob88体育平台登录。神经灵活性被认为是认知灵活性的基础。

出版他们的作品美国国家科学院学报(PNAS),研究人员表明高神经看起来与核心一致支持的地区成年人的处理能力,而控制基本大脑功能(如运动技能)的大脑区域,在成人中表现出较低的神经灵活性,这表明在婴儿早期就出现了功能灵活的大脑。

在这项研究中,作者使用磁共振成像技术对52名正常发育的2岁以下婴儿在自然睡眠期间的大脑活动进行了多达7次的检查。由BRIC主任,Dixie Lee Boney Soo杰出神经医学教授,UNC放射科基础研究副主席,Weili Lin博士领导的研究人员发现,整个大脑的神经灵活性随着年龄的增长而增加,特别是在控制运动的大脑区域,有可能使婴儿学习新的运动技能。随着年龄的增长,大脑中涉及高级认知过程(如注意力、记忆和反应抑制)的区域的神经灵活性也在增加,这表明这些功能网络在婴儿成为幼儿时仍在继续发展。

与年龄相关的神经灵活性的增加在已经涉及成人认知灵活性的大脑区域中是最高的,这表明认知灵活性可能在生命的头两年开始发展。

“这些大脑区域的神经灵活性可能反映了早期的发育过程,这些过程支持后来认知灵活性的出现,”林说。“从本质上讲,我们所描绘的是大脑的灵活性,为大脑高级认知功能的后期成熟奠定了基础。”

对神经灵活性特别高的大脑区域的进一步分析显示,这些区域与大脑其他部分之间存在相对较弱和不稳定的连接,这可能表明这些区域如何在不同的功能网络之间快速切换它们的忠诚。相比之下,与视觉功能有关的大脑区域的神经灵活性在出生后的头两年里一直相对较低,这表明这些区域已经成熟。

在3个月和18个月大时,较低水平的神经灵活性(即更成熟的大脑)与5岁或6岁时认知和行为评估的更好表现有关。

这些发现提供了对高级大脑功能发展的见解,并可用于预测以后生活中的认知结果。这种非侵入性评估神经柔韧性的方法也为评估神经发育障碍提供了一种新的方法。


进一步探索

大脑的厚度和连通性,而不仅仅是位置,与行为相关

更多信息:尹维艳等,婴儿早期功能灵活脑的出现,美国国家科学院院刊(2020)。DOI: 10.1073 / pnas.2002645117
引用科学家展示了婴儿大脑的灵活性是如何出现的(2020,9月1日)
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