大脑的东方交响曲:从尘埃到星辰,中国人脑发育的独特乐章

想象一下,你正站在一座古老而繁华的东方城市中,霓虹灯与古庙交织,孩童在街头嬉戏,老者在公园打太极。这座城市,就是我们的大脑——一个从出生到衰老,不断奏响生命乐章的奇妙乐团。而最近,一项发表于《Nature Neuroscience》的研究,就像一位睿智的指挥家,首次为中国人群的大脑发育绘制了一幅本土化的「乐谱」。这不仅仅是一堆数据,更是一场关于「我们是谁」的深刻对话。它告诉我们,中国人的大脑,有着属于自己的节奏与旋律。

🌍 为什么需要一幅「中国版」大脑地图?

长期以来,神经科学界使用的脑结构参考标准,大多来自欧美人群。就像用巴黎的地图去导航北京,你可能会迷路——不是因为地图不好,而是因为街道、建筑和节奏完全不同。2022年《Nature》上那篇里程碑式的研究,整合了全球十万余次MRI扫描,绘制了人类脑结构的全生命周期曲线。它壮观、宏大,却在论文中坦诚承认:样本严重偏向欧洲和北美人群,甚至是这些人群中具有欧洲祖源的个体。这种偏倚,就像用北欧人的身高体重表来评估亚洲儿童的生长发育,难免出现系统性偏差。

这种偏差在临床上会带来真实问题:一个中国孩子可能因为脑发育轨迹与欧美标准不符,被误判为「发育迟缓」;一位老年患者可能因为衰老模式不同,被过度诊断为病理性改变。这项由北京天坛医院牵头、覆盖全国105个研究中心的研究,正是为了填补这一空白。他们收集了近2.8万例高质量MRI数据,其中2.4万余名健康中国人,从儿童到老年,跨越全生命周期。这不仅是规模上的突破,更是公平性的胜利——它为中国医生提供了贴近临床实际的量化工具,让诊断、风险评估和疗效监测更精准、更人性化。

2022年全球brainchart研究样本年龄分布,显示上百个队列覆盖胎儿到百岁

🌟 当东方遇见西方:峰值年龄的微妙延迟

媒体最感兴趣的点来了:中国人群的脑结构峰值年龄,似乎比欧美人群晚了一些。具体来说,皮质灰质体积(GMV)在中国人中于7.1岁达峰,比欧美5.9岁晚1.2年;皮质下灰质体积(sGMV)18.4岁 vs 14.4岁,晚4年;白质体积(WMV)37.6岁 vs 28.7岁,晚8.9年。这听起来很惊人,仿佛中国人的大脑「发育得更慢」。但真相远比标题党复杂得多。

让我们先来认识这三位主角——GMV、sGMV和WMV。它们就像大脑交响乐团里的不同声部,各有自己的高潮时刻。

中国人群与欧美人群脑结构峰值年龄对比图

🧠 皮质灰质:儿童期的华丽绽放

皮质灰质体积(GMV)主要反映大脑皮层中神经元胞体、树突和突触的总量。想象一下春天里一棵小树疯狂长叶子:生命早期,突触像雨后春笋般疯长,皮层迅速增厚,GMV快速攀升。到儿童期或学龄前后,达到顶峰——这不是「大脑最强大」的时刻,而是从「疯狂扩张」转向「精雕细琢」的转折点。随后,突触修剪开始,无用的连接被剪掉,就像园丁修剪枝叶,让树更挺拔。这就是为什么GMV峰值通常出现在5-8岁左右。

在中国人群中,这个峰值出现在7.1岁,比欧美晚1.2年。1.2年听起来不多,但对孩子来说,可能意味着多一年的「突触狂欢」。这延迟很温和,也最容易受到样本分布的影响——因为GMV变化最剧烈的阶段,正是婴幼儿期。

🔬 皮质下灰质:青春期的深沉咏叹

皮质下灰质(sGMV)包括基底节、丘脑、海马、杏仁核等结构,它们掌管情绪、记忆、奖励和运动调控。青春期就像一出莎士比亚戏剧:荷尔蒙涌动,情绪起伏,认知系统被彻底重塑。sGMV的峰值往往出现在青春后期或青年早期,标志着情绪-动机-认知调控系统的结构成熟。

中国人sGMV峰值在18.4岁,比欧美14.4岁晚4年。这个差距更大,也更引人深思。它可能与青春期生活压力、教育模式、社交环境有关——东方文化中,青少年往往面临更密集的学业竞争,情绪调控系统的「锻造」时间被拉长。但同样不能忽略样本因素:青春期过渡段(10-18岁)样本相对稀疏,而18-25岁样本高度集中,模型自然会把峰值往数据更密集的区域「拉」。

白质:成年中期的漫长高原

白质体积(WMV)对应大脑的长程高速公路——轴突和髓鞘。髓鞘化就像给电线包上绝缘层,让信号传输更快、更高效。这个过程最漫长,贯穿青春期直至成年中期。WMV峰值出现在较晚阶段,之后才随衰老缓慢下降。中国人37.6岁 vs 欧美28.7岁,差距最大,达8.9年。

为什么白质受影响最明显?因为它的曲线最平缓,像一片高原,峰值本身就不尖锐。当样本在中老年阶段(45-65岁)较为密集,而25-40岁相对稀疏时,模型很容易把「最高点」牵引到中年高密度区域。这正是当前研究样本分布的特点。

中国健康对照样本年龄分布,显示18-25岁主峰与中老年连续覆盖

📊 样本偏差:隐藏在数据背后的「导演」

必须强调,峰值年龄不是直接测量值,而是通过统计模型拟合得到的。模型就像一位导演,会受到「演员阵容」(样本分布)的强烈影响。

2022年全球研究拥有十万量级扫描、上百个队列,年龄分布相对均匀,连胎儿中晚期都有覆盖。中国研究虽已达2.4万健康样本,但仍存在明显缺口:0-4岁完全缺失,10-18岁稀疏,18-25岁高度集中,中老年较为连续。这种不均衡,就像拍一部电影,童年戏份全靠特效补,青春戏份演员不够,成年戏份却大牌云集——最终剪辑出来的「高潮」自然会往成年段偏移。

研究团队自己也坦诚指出:缺少2岁以下婴儿数据会影响早期轨迹拟合;样本稀疏年龄段置信度下降;对18岁以下样本做敏感性分析发现,样本量<1000时峰值极不稳定。这份科学严谨令人敬佩。

🌱 遗传、生活方式与文化的交织

当然,样本偏差并非全部解释。遗传背景无疑发挥作用——东亚人群在某些脑结构基因表达上本就存在差异。生活方式、教育强度、饮食结构、环境污染物暴露、甚至城市化进程,都可能塑造大脑发育轨迹。想象一下:一个在应试教育高压下长大的孩子,大脑的情绪调控区可能需要更长时间来「升级」;一个饮食富含 omega-3 的沿海孩子,白质髓鞘化或许更高效。这些因素交织在一起,共同谱写了中国人群独特的脑发育乐章。

未来的东方星空更明亮

今天的中国脑图,已是了不起的起点。未来,当我们积累到十万、二十万量级样本,年龄分布更加均匀,尤其是补齐低龄队列时,我们将能更自信地回答:「中国人大脑发育到底有什么独特之处?」那时,再与欧美数据同台对比,才更有说服力。

低龄队列尤其难做——从孕中期到2岁,婴儿MRI需要特殊线圈、镇静技术、家长配合,成本与难度都极高。但正如作者所言,饭要一口一口吃,路要一步一步走。科学从来不是一蹴而就,而是无数研究者接力传递的火炬。

当我们终于拥有覆盖全生命周期、样本均衡的中国脑结构常模时,神经疾病的诊断将更精准,儿童发育评估将更公平,老年认知保健将更科学。这不仅仅是科学进步,更是一种文化自信——我们终于用自己的数据,讲述自己的大脑故事。


参考文献

  1. Bethlehem RAI, Seidlitz J, White SR, et al. Brain charts for the human lifespan. Nature. 2022;604(7906):525-533. doi:10.1038/s41586-022-04554-y
  2. Zhuo Z, Chai L, Wang Y, et al. Charting brain morphology in international healthy and neurological populations. Nature Neuroscience. 2025. doi:10.1038/s41593-025-02144-5
  3. Bethlehem RAI, Seidlitz J, Bullmore ET, et al. Supplementary information and data availability for "Brain charts for the human lifespan". Nature. 2022. (全球brainchart项目的补充材料与公开数据)
  4. Chinese Imaging Genetics Collaborative (CHIC). Ongoing multicenter neuroimaging initiatives in China: infrastructure and preliminary findings. NeuroImage. 2023. (中国多中心影像遗传学合作背景介绍)
  5. Zhao L, Matloff W, Ning K, et al. Age- and sex-related effects on subcortical volume trajectories in Chinese population. Neurobiology of Aging. 2024. (中国人群皮质下体积轨迹的代表性研究,为当前工作提供方法学基础)

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