原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/uIuvMcXV4ntURhv95mpXMw
导 言
我们的大脑伴随我们一生都在发生变化，陪伴我们迎接不同生命阶段的挑战。人类大脑是否在童年时期已达到了脑智发育的顶峰？是否真的从30岁以后就开始走下坡路？65岁的大脑还能跟得上年轻人的步调吗？
人类生命周期脑图表
生长发育图表清晰地描绘了人类生理指标（如身高、体重）的发育过程，然而我们对正常大脑老化的关键里程碑却知之甚少。
为了了解更多信息，一项由全球脑科学家领衔的研究（详见《自然》全文Brain Charts for the Human lifespan），汇集了来自全球多个磁共振成像中心的共101457个大脑数据，涵盖了生命各个阶段。研究中最年轻的扫描来自一个16周大的胎儿，最年长的是一位百岁老人。这一庞大的数据集首次揭示了人脑毕生发展里程碑式的发现：
大脑皮层（即大脑外层的褶皱部分，参与了感知、语言与意识等高级认知过程）的厚度在2岁左右达到顶峰；
灰质体积（代表脑细胞总数）大约在儿童7岁时达到顶峰；
白质（由神经元之间的连接组成，使不同脑区可以快速交流）大约在30岁左右达到顶峰，在成年后期开始下降；脑室（即脑内充满液体的空腔）的体积在晚年会迅速增加——较大的脑室与一些神经退行性疾病有关。
本研究的共同作者之一，来自美国宾夕法尼亚大学和费城儿童医院大脑毕生发展研究所的研究员雅各布·赛得利兹指出，这项研究旨在作为一个广泛的参考，而不是针对个人的精确路线图。
赛得利兹教授说到：“这些特征在大小上的绝对差异是没有意义的，它们在给某一个年龄段提供参照时是有价值的。”
来自美国北卡罗莱纳大学教堂山分校，从事神经影像学的研究员萨哈·艾哈迈德指出，随着年龄的增长，大脑发育变得更加多变，大脑的不同脑区，比如参与视觉或语言的脑区，在个体生命中都有自己发展变化的里程碑。
· 大脑结构的随龄变化趋势 ·
不同脑部特征的最大体积或厚度在毕生发展中的百分位数
(图片来源：Bethlehem, Seidlitz, White等)
虽然大脑结构特征与行为有着紧密关联，例如，白质体积与高效决策有关；但仍有来自遗传、细胞和脑功能等更为复杂的因素影响着大脑结构的变化。尽管在出生前我们的大脑配置已基本建立起来，即新的神经元创造已基本完成，但不同脑区间如何相互沟通仍会随龄发生变化。不同于其它身体器官，我们的大脑时刻都在变化，随时准备迎接挑战，目前科学家还无法精确预测某一年龄的大脑发育。下文将具体介绍人类大脑在各个年龄阶段的生长、发育和老化情况。
婴儿期
婴儿的大脑如同海绵一般，吸收各种环境信息，尤其是来自父母或照料人的。例如，在一岁左右，婴儿可以学习任何一门语言，但这一能力很快会因为他们平日接触的语言而受到限制。婴儿这一对语言“微调”的敏感力，解释了为什么过了关键期后学习新的语言会变得相对困难，尤其是母语以外的语言。
在生命的头几年里，大量突触开始在大脑中形成，即神经元之间的连接，由此解释了上述海绵效应。“在生命的早期，大脑具备大量的兴奋性连接功能，因此有很强的学习潜力，”来自美国巴纳德学院的心理与认知神经科学家凯西教授说道，她的研究方向是青少年大脑发育。
在这一时期，重要的细胞及遗传过程也在发生过程中。虽然大多数神经元在出生时已经形成，但大脑中其他类型的细胞，如胶质细胞，在生命的前几年中迅速发展和成熟，它们帮助形成突触、绝缘连接、提供营养以及消灭大脑中的病原体，并且在未来几十年中将继续发展成熟。
在人的一生中，神经元和胶质细胞积累到一定程度也会发生突变，“但是生长发育早期发生的突变对未来发生疾病风险的影响极大”，来自哈佛医学院的儿科与神经病学克里斯·沃尔什教授指出，他的研究领域是大脑发育遗传学。
儿童期：2至10岁
从大约一岁半到两岁开始，大脑的学习能力开始发展起来，主要包括强化神经元之间的重要连接和减少无效连接。为了帮助大脑优先处理某一信息，那类抑制信息处理的抑制性连结在整个大脑回路中将获得进一步发展。在突触修剪过程中，为了减少连接，婴儿的突触将被修剪掉大约一半左右；而为了增强连接，髓鞘化（即神经元连接被脂肪蛋白包裹并绝缘的过程）在整个童年期将获得迅速发展。此外，这种处理信息时增强的信噪比在发展儿童情绪调节、社会互动与交流技能时显得尤为重要。
大脑对于身边亲近的人之间的互动尤为敏感，因而，在儿童期建立起了如此多的连接。这一时期由于创伤或被忽视所产生的压力将会对儿童一生中的大脑发育产生不可逆转的深远影响。
青春期：10至19岁
在大约10岁到19岁期间，大脑网络开始发生动态变化，青少年需要学会处理不同经历带来的情绪与动机，因为他们要离开安全的家庭环境，应对未来来自生活的挑战。
凯西教授指出：“在青春期，你必须学会自力更生、学习社会规则的边界，为成为一个成年人而做好准备，这些正是青春期的成长意义所在。”因为你不会像小时候那样得到来自父母无时无刻的保护。
这种对周边环境的高敏感度反映在另一轮广泛的突触修剪与髓鞘化过程中，尤其发生在处理情感与奖励的脑回路中，这也解释了为什么青少年更敢于去探索未知，无论有再大的风险或威胁。
青状年时期：20至39岁
人们通常认为20岁的中期到后期进入了大脑发育的“高峰”期，也被认为是大脑“成熟”的一个标志。这一说法部分源于在这一时期，研究者们观察到白质体积（信息处理速度的代表）到达了一个很高的水平。
进入成年早期，神经元网络继续发生调整，尤其是那些参与理性思考与展望未来的神经元。然而，大脑发育并非到此为止了。随着大脑迈入三、四十岁，成年阶段的突触可塑性，被认为经历了一次重新调整优先次序的过程。
来自美国麻省理工大学脑与认知神经科学家马克·哈奈特说道，“人脑系统开始以不同的方式展开工作，它开启了一个长期的战略规划，再也不像二十岁时候那样要求自己什么都要记住, 而且要越快越好”，他的研究方向是神经元如何在神经通路中发生连接以及复杂行为背后的脑网络机制，他补充说道，“要揭示二者的奥秘是极具挑战性的一个研究方向”。
成年晚期：40岁及以上
当你发现自己开始丢三落四或记不住人名时，你会禁不住感叹自己的脑子远不如年轻时候了。然而，最新的研究推翻了人脑的可塑性随龄下降的观点，即大脑对外界变化的应对能力并没有随着年岁渐长而减弱。
最近，哈奈特教授的实验室在成年小鼠身上发现了“沉默突触”，这种连接发生只有在形成新记忆时才会活跃起来。这类突触长期以来都与早期发育相关，而实验室目前的发现证实了它们广泛存在于不同年龄段和不同区域的成人大脑中。
即使到了成年期，大脑也继续发生着动态变化，这一发现正在改变科学家对大脑老化持有的观点。“人们通常认为大脑可塑性会随龄减弱，同时伴随着神经元的死亡”，哈奈特教授说道，“研究中我们有非常惊人的发现：成人大脑皮层中有大量沉默突触，且依旧拥有可塑性，毋庸置疑，这一发现着实令人兴奋！”
40至65岁
到了不惑之年，生活重心渐渐转向更具有挑战性的事业，需要肩负起家庭和养育下一代的责任。由于每个个体多元化的经历，将特定年龄与大脑里程碑式的发展连接起来并不合理。比如，参与社区活动、生活方式选择、长期暴露于压力或不利环境等经历都会极大地影响大脑发育与老化的进程。相比一个不乐意社交、且从不参与活动的50岁人，一个热爱社交、坚持锻炼、热衷旅行、参与志愿服务的同龄人可能会拥有一个更“年轻”的大脑。
有研究表明，通过参与记忆训练任务、填字游戏、甚至观看视频游戏都有助于改善老年人的一些认知功能，但这一切背后的机制仍是未解之谜。
65岁及以上
迈入老年期，我们的大脑的确会有所萎缩，其功能也在逐步退化。然而，年过半百的老人们经历大半辈子却也累积起了不少人生大智慧。有研究人员认为，与情感处理和道德决策相关的大脑回路可能参与了智慧的形成，尽管目前对该领域的研究仍较少，“整个社会不够重视老年人，更不用说尊重他们一生中积累的智慧了。”凯西教授如是说。
END
本文原文链接：
https://www.washingtonpost.com/wellness/2023/02/28/brain-aging-childhood-teens-adults/
《自然》全文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04554-y
原文作者：Caitlin Gilbert
中文翻译&整理：陆秋宇 高欣然 罗鑫澧
审校：左西年 张蕾 杨宁
来源 ：脑与心智毕生发展研究中心CLIMB
