随着时间的推移，人脑会膨胀和收缩：这些图表显示了

上周，当神经科学家雅各布·塞德利茨（Jakob Seidlitz）带着他 15 个月大的儿子去儿科医生那里进行检查时，他感到不满意。他的儿子没什么问题：根据医生使用的身高和体重表，这个男孩似乎正在以典型的速度发育。塞德利茨觉得缺少的是衡量儿子大脑成长情况的等效指标。在费城宾夕法尼亚大学工作的塞德利茨说：“令人震惊的是，医生对这个关键器官的生物学信息很少。”

很快，他也许能够改变这种状况。Seidlitz 与同事合作，累积了超过120,000次脑部扫描，这是同类产品中最大的一次大脑扫描，创建了第一张用于大脑发育的综合生长图表。这些图表直观地显示了人类大脑在生命的最初几年如何快速扩张，然后随着年龄的增长而缓慢缩小。发表在《自然》杂志上的这项研究的规模之大，震惊了神经科学家，他们长期以来一直不得不处理他们的研究具有可重复性，部分原因是样品的体积小。核磁共振成像（NMR）非常昂贵，这意味着科学家可以报名参加实验的参与者人数通常有限。

迈阿密佛罗里达国际大学的认知神经科学家安吉拉·莱尔德说：“他们收集的大量数据令人印象深刻，确实为该领域树立了新的标准。”即便如此，作者警告说，他们的数据库并不完全包容：他们很难从世界所有地区收集脑部扫描。他们说，生成的图表只是初稿，需要进行更多调整才能在临床环境中实施它们。

西雅图华盛顿大学的儿科神经科医生汉娜·塔利（Hannah Tully）表示，如果最终为儿科医生实施图形，则需要格外小心以确保它们不会被误解。他强调说：“大脑不一定是功能良好的大脑。”

这不是一件容易的事

由于人与人之间的大脑结构差异很大，因此研究人员不得不添加大量扫描才能创建一组具有统计意义的权威生长图。对于英国剑桥大学的神经科学家、该研究的合著者理查德·伯利恒来说，这不是一件容易的事。研究人员转向已经完成的神经影像学研究，而不是自己进行数千次扫描（这将花费数十年的时间，而且昂贵得令人望而却步）。

伯利恒和塞德利茨向世界各地的研究人员发送了电子邮件，询问他们是否愿意为该项目分享神经影像学数据。两人对回复的数量感到惊讶，他们将其归因于 COVID-19 疫情，这使研究人员在实验室的时间比平时更少，使用电子邮件收件箱的时间比平时更多。

该团队总共收集了123,894份对101,457人的MRI扫描，范围从受孕16周后的胎儿到100岁的成年人不等。扫描包括神经型人群的大脑，以及患有各种疾病（例如阿尔茨海默氏病）和神经认知差异（包括自闭症谱系障碍）的人的大脑。研究人员使用统计模型从图像中提取信息，并确保无论使用哪种类型的 MRI 机器，扫描结果都具有直接可比性。

最终结果是一组图表，按年龄绘制了几个关键的大脑指标。一些指标，例如灰质体积和平均皮质厚度（灰质的宽度）在人的发育早期达到峰值，而白质体积（在大脑更深处发现）往往从30岁开始达到峰值。特别是关于心室容量（大脑中脑脊液的量）的数据，使伯利恒感到惊讶。科学家们知道，这种体积会随着年龄的增长而增加，因为它通常与脑萎缩有关，但是专家对它在成年后期的增长速度如此之快感到惊讶。

初稿

这项研究是在 3 月 16 日在《自然》杂志上发表的一篇爆炸性文章之后进行的，该文章表明，大多数脑成像实验包含的扫描内容太少，无法可靠地检测大脑功能与大脑功能之间的联系行为，这意味着你的结论可能不正确。鉴于这一发现，莱尔德预计该领域将朝着采用类似于塞德利茨和伯利恒所使用的框架的方向迈进，以提高统计能力。

密苏里州圣路易斯华盛顿大学的神经科学家、3月16日研究的合著者尼科·多森巴赫说，积累如此多的数据集类似于 “外交杰作”。对他来说，这是研究人员在添加大脑图像时应该使用的规模。

尽管数据集规模庞大，但塞德利茨、伯利恒及其同事承认，他们的研究存在神经影像学研究普遍存在的问题：明显缺乏多样性。他们收集的大脑扫描主要来自北美和欧洲，不成比例地反映了白人、大学年龄、城市和富裕人群。剑桥大学认知神经科学家莎拉·杰恩·布莱克莫尔说：“这限制了研究结果的概括。”该研究仅包括来自南美的三个数据集和一个来自非洲的数据集，约占该研究使用的所有脑部扫描的1％。

莱尔德警告说：“全世界有数十亿人无法使用核磁共振成像机器，因此很难获得各种脑部成像数据。”但是作者并没有停止尝试，而是开设了一个网站，他们打算在收到更多的大脑扫描后实时更新其增长图表。

有了大数据集，责任重大

另一个挑战是确定如何对用于构建图形的大脑扫描的所有者给予适当的信誉。其中一些扫描来自开放获取数据集，但其他扫描结果对研究人员不开放。大多数封闭数据的扫描尚未以允许将其纳入增长图表的方式进行处理，因此它们的所有者做了一些额外的工作来共享它们。这些科学家后来被任命为这篇文章的作者。

同时，开放数据集的所有者在文件中只得到了一次提及，这对于寻求资金、合作和晋升的研究人员来说并不那么有声望。塞德利茨、伯利恒和他们的同事处理了这些数据。在大多数情况下，伯利恒承认，与这些数据集的所有者基本上没有直接联系。该文件列出了大约200位作者，并引用了数百名为脑部扫描做出贡献的人的工作。

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