2025-12-04 15:46·原理
脑也有“人生阶段”
回看人生，我们常常会觉得人生的经历可以分为不同的阶段。那么，在人的一生中，我们的脑是否也会在某些关键的年龄阶段，转而进入一个新的时期呢？
在一项新发表于《自然·通讯》杂志的研究中，一个研究团队对年龄跨度在0~90岁的4216名参与者的脑连接数据进行了分析，发现脑的结构网络会在大约9岁、32岁、66岁、83岁出现四个主要转折点。这些转折点将我们一生的脑结构分成五个不同的发展阶段，在每个阶段，都有其独特的模式以支持不同的思维方式。
脑是如何随年龄变化的？
科学家已经知道，脑的结构和功能会在我们整个生命周期中呈现出特定的变化轨迹。所谓的“脑拓扑结构”，指的是神经连接被组织成的复杂模式，它会随年龄而变化，并与认知、行为以及心理健康等关键结果密切相关。
在这项新的研究中，为了描绘人类整个生命周期内的脑拓扑结构的发展轨迹，研究人员收集了4216名年龄在0~90岁之间的参与者的弥散磁共振成像数据。弥散磁共振成像可以追踪水分子在脑组织中的运动轨迹，进而绘制脑中的神经连接图谱。
利用这些数据，研究人员在人类一生中识别出脑结构的五个主要阶段，分别为儿童阶段、青少年阶段、成人阶段、早期衰老阶段，以及晚期衰老阶段。
（图/Dr Alexa Mousley, University of Cambridge）
儿童期的脑
儿童期的脑拓扑结构从出生开始，一直持续到9岁左右遇才会到第一个转折点。
从婴儿期到儿童期，脑正处于“网络巩固”阶段：婴儿的脑中过度产生的大量突触（神经元之间的连接）会被逐渐“修剪”，只有更活跃、使用频率更高的突触才得以保留。从出生到大约9岁，整个脑的神经连接均以类似的方式被不断重塑。
与此同时，在此阶段，灰质与白质的体积会迅速增长，使皮质厚度（外层灰质与内层白质之间的距离）达到峰值，而皮质褶皱（脑表面的特征沟回）则趋于稳定。
到9岁这个第一个转折点时，脑在认知能力上会出现一次跃升，但同时精神健康问题的风险也有所增加。
青少年期的脑
在儿童期后，我们的脑便进入青少年期——这个阶段平均会持续到32岁。
这一阶段仍伴随着白质的体积增长，从成像数据中水分子的弥散特征可以看出，脑的通信网络的组织结构在这一时期会不断精细化。
这一阶段的特点是局部区域内部的连接效率提高，同时全脑的信息交流速度加快，而这些变化与认知表现的提升密切相关。事实上，青少年时期是唯一一个神经效率在持续提升的阶段，这种效率的提升意味着能通过更短的路径实现良好的连接。
研究发现，平均而言，这一系列发展会在30岁出头达到顶峰，然后遇到整个生命周期中“最强的拓扑转折点”——与其他所有转折点相比，在32岁左右，脑结构网络的变化方向最多，轨迹的整体变化幅度也最显著。
成年期的脑
从32岁开始，脑的神经连接进入“成人模式”——这是脑的生命周期中最长的一个阶段，持续时间超过三十年。
与此前阶段不同，脑结构在这一时期相对稳定。研究人员指出，这也与其他研究发现的“智力和人格的稳定平台期”相一致。
另外，研究还发现，这一时期的脑“分区化”将更加明显，即不同区域逐渐变得更加各司其职、相互区隔。
脑的早期衰老
约66岁时出现第三个转折点相对温和，并且不伴随明显的结构变换。但研究人员仍观察到脑的网络模式在此年龄段出现了具有意义的变化，它标志着“脑早期衰老期”的开始。
数据表明，脑网络的渐变重组会在60多岁中期达到顶点。这很可能与衰老有关，因为随着白质的退化，连通性将进一步下降。在这个年龄段，人们也更容易出现各种可能影响脑的健康问题，例如高血压。
脑的晚期衰老
最后一个转折点出现在83岁左右，脑进入“晚期衰老期”，标志着脑结构进入最终阶段。尽管这一阶段的数据有限，但其特征是脑的连通性会从“全局模式”进一步退化为更依赖特定区域的“局部模式”。
一个整体图景
科学家早已知道脑的连接方式对我们的发展至关重要。许多神经发育、心理健康和神经系统疾病都与脑的连接方式密切相关。连接方式的差异能够预测注意力、语言、记忆等多方面的困难，以及其他各种行为问题。然而，一直以来，我们都缺乏一个关于它在人生中如何变化，以及为什么会变化的整体图景。
这项新的研究首次识别了人类一生中脑连接的几个主要阶段。这些阶段为我们理解人脑在生命不同阶段最擅长什么、最脆弱的是什么，提供了重要背景。这有助于解释为什么脑在生命的关键节点可能呈现不同的发展模式，例如儿童时期的学习困难，以及晚年时期的痴呆等等。
#参考来源：
https://www./stories/five-ages-human-brain
https://www./articles/s41467-025-65974-8
#图片来源：
封面图&首图：Dr Alexa Mousley, University of Cambridge
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