思維轉捩點！大腦結構「4個關鍵年齡」會改變 32歲才進入成人模式

記者彭夢竺／編譯

一項針對3,802人進行的腦部掃描研究顯示，人腦的結構在一生中會經歷4個主要的轉捩點發生重大變化。英國劍橋大學的神經科學家團隊識別出人類平均壽命中大腦結構的5個廣泛階段（Era），這些階段由4個關鍵年齡劃分，反映了我們在成長、成熟和衰退過程中，大腦為支持不同思維模式而進行的「重新佈線」。這項研究已發表於《自然通訊》（Nature Communications）期刊。

MRI追蹤水分子流動 繪製神經連接圖

研究團隊透過分析3,802名介於零歲至90歲受試者的MRI擴散掃描數據集，繪製出神經連接圖。這種MRI技術透過追蹤水分子在腦組織中的移動方式，來描繪神經連線。

他們在大腦結構中檢測到5個廣泛階段，並由四個關鍵的重新配置時期分隔：9歲、32歲、66歲和83歲。

研究報告的共同作者、神經科學家艾莉克莎·穆斯利博士（Dr. Alexa Mousley）在一份聲明中表示：「我們知道大腦的佈線對我們的發展至關重要，但我們缺乏關於它如何在一生中變化以及原因的全面理解。這項研究首次確定了人腦佈線在整個生命週期中的主要階段。」

她補充，這些階段為了解我們大腦在不同人生階段可能最擅長什麼，或最容易受到什麼影響，提供了重要背景。這可能幫助我們理解為何有些大腦在生命的關鍵點會發展出差異，無論是童年時期的學習困難，還是晚年的失智症。

9歲：從嬰兒到兒童，網絡鞏固期結束

從嬰兒期到兒童早期，大腦以「網絡鞏固」為特徵。嬰兒大腦中過度產生的神經元連接——突觸（synapses）——會逐漸精簡。越活躍的突觸會被保留，從而塑造大腦的早期結構。

這種整個大腦的連接重新佈線模式，從出生持續到約9歲。在此期間，大腦的灰質和白質體積迅速增長。

這個轉捩點標誌著大腦認知能力的改變，但同時也伴隨著心理健康障礙風險的增加。

32歲：最強拓撲轉變，大腦進入成人模式

在30歲出頭時，大腦的神經佈線轉向「成人模式」。白質體積持續增長，大腦的通訊網絡因此不斷優化。

根據研究團隊的說法，這些變化使大腦維持在增強的認知表現水平，並在30歲出頭達到峰值。這是整個生命週期中大腦的「最強拓撲轉捩點」。

穆斯利博士表示：「與所有其他轉捩點相比，我們在32歲左右看到了最大的佈線方向變化和整體軌跡轉變。青春期有一個明確的開始，但青春期結束在科學上難以界定。純粹根據神經結構，我們發現類似青春期的結構變化在30歲出頭左右結束。」

成年期是大腦結構最穩定的時期，也是最長的階段，長達30年，與「智力和個性的穩定」相吻合。

66歲：早期老化開始，連接性逐漸減弱

這個在60歲中期的轉捩點標誌著大腦結構進入「早期老化」階段。這是一個較溫和的時期，沒有重大的結構轉變。然而，團隊仍然發現，平均而言，大腦網絡的模式在66歲左右出現了有意義的變化。

穆斯利博士指出：「數據顯示，大腦網絡的漸進式重組在60歲中期達到高潮。這可能與老化有關，因為白質開始退化，連接性進一步減少。這也是人們面臨各種可能影響大腦的健康問題（如高血壓）風險增加的年齡。」

83歲：晚期老化，從全域依賴轉向區域依賴

最後一個轉捩點發生在83歲左右。雖然這個階段的數據較為有限，但其定義性特徵是從全域性（Global）轉向局部性（Local）。整個大腦的連接性進一步下降，它開始依賴特定的區域，因為其他區域逐漸衰退。

研究的另一位共同作者鄧肯·阿斯特爾（Duncan Astle）博士補充說：「許多神經發育、心理健康和神經系統疾病都與大腦的佈線方式有關。事實上，大腦佈線的差異可以預測注意力、語言、記憶和各種不同行為上的困難。」

了解大腦結構的變化是一個由幾個主要轉捩點構成的旅程，而非穩定的發展，這將能幫助神經科學家更好地確定大腦佈線何時以及如何變得更加脆弱。

資料來源：popsci