如果把人类的大脑发育过程看成走动的时钟，那么它“行走”的过程有什么规律可循？近日，北京师范大学贺永团队与合作者在《自然·神经科学》期刊发表了题为《脑的功能连接在人类全生命周期的变化》的成果论文。
他们通过全球132个研究中心的33250名受试者的脑功能磁共振影像数据，破译了从婴儿时期到老年时期的大脑发育规律，揭示了人脑内部建立功能连接的过程。这项研究为探索人类心智的形成、发展与衰老规律提供了宝贵数据，为全年龄段的脑健康数字化评估，以及脑疾病的精准诊疗提供了参考标准。
解码脑功能实现的核心密码
人脑的组成单位是神经元，神经元之间互相连接会形成突触，一定数量突触组成的神经通路就可以执行特定的脑功能。比如，我们看见一个字并把它读出来，大脑就需要从视神经到视皮层再到语言中枢的神经通路来完成。
婴儿刚出生时大约有860亿个神经元，但是互相之间并没有形成足够数量的突触，也就无法执行“读出”这一功能。之后，伴随着脑发育和后期的学习，这条神经通路上的突触连接开始“施工”，一个又一个神经元之间建立起可以传递大脑信号的突触。当整条神经通路上的突触连接数量充足且可以正常使用，就能完成某种特定的功能。
以往，科学家对于脑的功能连接的研究，要么通过实验动物来进行，其结果与人脑相差甚远；要么通过捐献的人类遗体来进行，由于样品量少，得到的数据也有限。
如今，磁共振等脑影像学技术的发展，以及AI算法的应用，使得科学家可以通过大量的脑功能磁共振影像数据，推算出人脑的突触连接数量和位置，从而为破译人脑发育的规律提供了可能。
不同年龄段，脑功能发育各有特点
研究人员将受试者的年龄范围分成了26个年龄段，并为每个年龄段创建了脑功能图谱，在国际上首次捕捉到了大脑功能演化的发育轨迹和关键时间点。
经过研究发现，婴儿出生时大脑的初级感觉运动系统的发育就已经达到成人水平的80%，而更为复杂的与记忆、推理等高级认知相关的功能系统，需要到4至6岁时才能达到类似的成熟水平。
脑功能系统内部与功能系统之间整体的平衡，则要发育到25岁左右才逐渐成熟，之后保持相对稳定，到老年期开始下降。大脑功能连接的强度，即大脑不同区域之间的神经活动的关联程度，大约在38岁达到顶峰后才缓慢下降。
大脑越“训练”越强
这项研究中有趣的是，大脑中短距离连接的强度从年轻时开始慢慢减弱，而长距离连接到46岁左右才开始下降。这说明人脑到了中年仍然具有很强的可塑性。
这时，你也许会想：我已经过了脑发育的关键时期，是不是无法变聪明，只能变得越来越笨呢？事实上，人脑的可塑性是持续终生的，只是幼年时期可塑性最强，随着年龄的增长逐渐减弱，并不会失去可塑性。
可塑性的大小，也和每个人的主观意愿及生活习惯密切相关。如果你每天努力生活，认真学习，就会刺激大脑建立新的突触连接，增强大脑的可塑性；而如果每天无所事事，或者胡思乱想，等于浪费了大脑可塑性的机会。这其中关键就在于要高效地使用大脑。
就像你阅读本文的过程，已经在刺激你的视觉、注意、情绪、学习、记忆等多种功能系统发生可塑性的变化。如果你愿意在阅读之后，深入思考，进一步探索自己的大脑，这种可塑性的变化就更显著。
对于我们而言，通过培养良好生活习惯和掌握认知方法，不断优化自己的大脑，再付诸行动，日积月累后终将遇见一个更好的自己。
（作者系华中师范大学副教授、中国神经科学学会科普与继续教育委员会委员）
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