在一項(xiàng)新的研究中，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布了第一份數(shù)字圖譜，顯示了妊娠 14 至 31 周期間---人類發(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(xiàng)目中2194名胎兒在懷孕期間連續(xù)獲得的2500多份三維超聲腦部掃描圖生成的，該項(xiàng)目是一項(xiàng)基于人群的大型研究，研究對(duì)象是生活在世界8個(gè)不同地理區(qū)域（包括全球南方的5個(gè)區(qū)域）的健康孕婦，這些孕婦的孩子在2歲時(shí)生長(zhǎng)和神經(jīng)發(fā)育良好。相關(guān)研究結(jié)果于2023年10月25日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Normative spatiotemporal fetal brain maturation with satisfactory development at 2 years”。
這項(xiàng)新研究的獨(dú)特之處在于，它首次采用標(biāo)準(zhǔn)化的方法和設(shè)備收集了國(guó)際三維超聲掃描數(shù)據(jù)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(gòu)建了一張顯示胎兒大腦如何隨著孕期的進(jìn)展而逐漸成熟的圖譜。
不同人群的胎兒大腦生長(zhǎng)發(fā)育模式極為相似，這是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要科學(xué)進(jìn)步。這些結(jié)果與之前報(bào)道的來(lái)自同一參與INTERGROWTH-21st 項(xiàng)目的人群的關(guān)于胎兒骨骼生長(zhǎng)、新生兒體型和嬰兒神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育的研究結(jié)果完全一致。這些結(jié)果還強(qiáng)調(diào)了一個(gè)極其重要的公共衛(wèi)生信息：必須滿足孕婦在健康、教育、營(yíng)養(yǎng)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(xiàn)增加了INTERGROWTH-21st項(xiàng)目的全球影響，該項(xiàng)目之前制定了胎兒生長(zhǎng)、新生兒體型和早產(chǎn)兒出生后生長(zhǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了機(jī)器學(xué)習(xí)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(jié)構(gòu)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(zhǎng)模式，填補(bǔ)了我們對(duì)胎兒早期大腦成熟的6周知識(shí)空白。我們還發(fā)現(xiàn)了大腦成熟過(guò)程中的明顯不對(duì)稱性：例如，在與語(yǔ)言發(fā)育相關(guān)的區(qū)域，語(yǔ)言發(fā)育在妊娠 20～26 周時(shí)達(dá)到頂峰，此后持續(xù)存在，但沒(méi)有任何性別差異。”
INTERGROWTH-21st項(xiàng)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(rèn)知功能胎兒起源的復(fù)雜生物學(xué)問(wèn)題，例如語(yǔ)言是如何獲得的。當(dāng)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(bǔ)生長(zhǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用，將成為專業(yè)轉(zhuǎn)診中心的重要臨床工具。”
INTERGROWTH-21st項(xiàng)目聯(lián)合首席研究員José Villar教授說(shuō)，“這是人類早期生長(zhǎng)發(fā)育系統(tǒng)研究的最新一步，它采用最 先進(jìn)的研究方法，應(yīng)用于大量胎兒大腦掃描，證實(shí)了在滿足健康、教育、營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境需求的情況下，世界各地人類生長(zhǎng)發(fā)育的相似性：在條件充足的情況下，人類在包括大腦在內(nèi)的所有領(lǐng)域都非常相似。”
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