在一項新的研究中，一個(gè)國際研究團隊發(fā)布了第一份數字圖譜，顯示了妊娠 14 至 31 周期間---人類(lèi)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期---胎兒大腦每個(gè)半球的正常成熟動(dòng)態(tài)。該圖譜是利用INTERGROWTH-21st項目中2194名胎兒在懷孕期間連續獲得的2500多份三維超聲腦部掃描圖生成的，該項目是一項基于人群的大型研究，研究對象是生活在世界8個(gè)不同地理區域（包括全球南方的5個(gè)區域）的健康孕婦，這些孕婦的孩子在2歲時(shí)生長(cháng)和神經(jīng)發(fā)育良好。相關(guān)研究結果于2023年10月25日在線(xiàn)發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Normative spatiotemporal fetal brain maturation with satisfactory development at 2 years”。
這項新研究的獨特之處在于，它首次采用標準化的方法和設備收集了國際三維超聲掃描數據集，并利用先進(jìn)的人工智能（AI）和圖像處理工具進(jìn)行了分析，從而構建了一張顯示胎兒大腦如何隨著(zhù)孕期的進(jìn)展而逐漸成熟的圖譜。
不同人群的胎兒大腦生長(cháng)發(fā)育模式極為相似，這是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一項重要科學(xué)進(jìn)步。這些結果與之前報道的來(lái)自同一參與INTERGROWTH-21st 項目的人群的關(guān)于胎兒骨骼生長(cháng)、新生兒體型和嬰兒神經(jīng)認知發(fā)育的研究結果完全一致。這些結果還強調了一個(gè)極其重要的公共衛生信息：必須滿(mǎn)足孕婦在健康、教育、營(yíng)養和環(huán)境方面的需求，以確保孩子的身體和大腦健康發(fā)育。
這些發(fā)現增加了INTERGROWTH-21st項目的全球影響，該項目之前制定了胎兒生長(cháng)、新生兒體型和早產(chǎn)兒出生后生長(cháng)的國際標準，這些標準正在世界各地廣泛用于臨床和研究目的。
圖片來(lái)自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06630-3。
論文第一作者Ana Namburete教授及其研究團隊開(kāi)發(fā)了機器學(xué)習方法，說(shuō)道，“利用人工智能，我們提高了三維超聲掃描圖中大腦結構的可見(jiàn)度，并生成了在發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期妊娠期每周大腦的平均描述。與眾不同的是，我們的圖譜捕捉到了早在妊娠14周時(shí)的大腦生長(cháng)模式，填補了我們對胎兒早期大腦成熟的6周知識空白。我們還發(fā)現了大腦成熟過(guò)程中的明顯不對稱(chēng)性：例如，在與語(yǔ)言發(fā)育相關(guān)的區域，語(yǔ)言發(fā)育在妊娠 20～26 周時(shí)達到頂峰，此后持續存在，但沒(méi)有任何性別差異。”
INTERGROWTH-21st項目聯(lián)合首席研究員Stephen Kennedy教授說(shuō)，“該圖譜將幫助科學(xué)家們回答有關(guān)兒童期認知功能胎兒起源的復雜生物學(xué)問(wèn)題，例如語(yǔ)言是如何獲得的。當超聲波顯示胎兒大腦發(fā)育異常時(shí)，將該圖譜與即將出版的描述胎兒大腦互補生長(cháng)的國際標準結合使用，將成為專(zhuān)業(yè)轉診中心的重要臨床工具。”
INTERGROWTH-21st項目聯(lián)合首席研究員José Villar教授說(shuō)，“這是人類(lèi)早期生長(cháng)發(fā)育系統研究的最新一步，它采用最 先進(jìn)的研究方法，應用于大量胎兒大腦掃描，證實(shí)了在滿(mǎn)足健康、教育、營(yíng)養和環(huán)境需求的情況下，世界各地人類(lèi)生長(cháng)發(fā)育的相似性：在條件充足的情況下，人類(lèi)在包括大腦在內的所有領(lǐng)域都非常相似。”
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