人类寿命的大脑图表

科学作者 / 姓名 / 2025-06-24 21:55
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  迄今为止,我们已经汇总了最大的神经影像学数据集,以现代化绘制典型和非典型人类脑发育和衰老的生长图概念。大约100岁的年

  迄今为止,我们已经汇总了最大的神经影像学数据集,以现代化绘制典型和非典型人类脑发育和衰老的生长图概念。大约100岁的年龄范围能够描述人类大脑成熟时的里程碑和关键时期,揭示了其成分组织类别的早期生长时期 - 在概念后17周之前,大脑的最大大小的约10%,到大脑的最大大小约80%,在大脑的最大尺寸约为80%时,大脑的大约10%。通过规范性神经发育轨迹基准测试的个体百年分数与神经精神疾病以及维表型显着相关(补充信息5.2,12)。此外,与原始体积数据相比,成像 - 基因研究65可能受益于百年分数的遗传力提高(补充信息13)。也许最重要的是,GAMLSS建模能够在技术多样化的研究(补充信息5)之间进行协调,因此可以解锁基本MRI研究的潜在价值,以产生规范性,性别分层的大脑生长图和典型性和非典型性的个体百分点。

  小儿生长图的类比并不意味着脑图立即适合在临床实践中对个别患者进行基准测试或定量诊断。即使对于传统的人体测量生长图(身高,体重和BMI),仍然存在重要的警告和细微差别,即他们在个别儿童中的诊断解释66;同样,预计将需要进行大量进一步的研究来验证大脑图表的临床诊断效用。但是,当前的结果兆兆良好,旨在对非典型大脑结构和发育的数字诊断进行未来的进展。67。通过提供年龄和性别范围的度量指标,Centile Corses得分可以在寿命不同阶段出现的疾病之间进行反诊断的比较(补充信息10,11)。在纵向测量中,百分位数的普遍稳定性也可以评估与从轻度认知障碍到阿尔茨海默氏病(补充信息14)有关的大脑变化(补充信息14),该示例在临床上可以在临床上可以在定量预测或诊断促进的神经变性疾病中有用。我们提供适当的规范增长图表和在线工具还为量化临床研究样本中非典型大脑结构的立即机会创造了机会,以利用可用的遗产神经影像学数据集并增强正在进行的研究。

  几个重要的警告值得突出显示。甚至这个大型MRI数据集都偏向于欧洲和北美人口以及这些人群中的欧洲血统。不幸的是,这种偏见在许多临床和科学参考中很常见,包括人体测量生长图和基准遗传数据集,代表了全球科学社区必须解决的不平等现象。68。在大脑图表的特殊情况下,MRI研究中的种族,社会经济和人口多样性的进一步增加将使更多的人口代表性的规范轨迹69,70可以提高与适当规范相关的百分比分数的准确性并加强对百分比分数的解释26。可用的参考数据也不是在所有年龄段的所有年龄段平均分布的,例如胎儿,新生儿和中期(30-40岁)时代的代表性不足(补充信息17-19)。此外,尽管我们的统计建模方法旨在减轻对世纪分数的研究或特定地点影响,但对于基本研究设计的局限性,例如确定性偏见或诊断标准的可变性,它不能完全正确。我们决定通过性别对寿命模型进行分层,遵循性别分层的人体测量学生长图的类似逻辑。在绝对角度(补充信息16),男性的脑部组织体积比女性更大,但这并不能指示临床或认知结果的任何差异。未来的工作将受益于与性别和性别有关的更详细和维度的自我报告变量。大脑图表的使用也不能规定MRI数据质量控制的基本要求。我们已经表明,全球结构MRI表型的GAMLSS建模实际上非常健壮,可以包括质量不良的扫描(补充信息2), 但是,不应假定这种鲁棒性将适用于区域MRI或功能性MRI表型的未来大脑图表。因此,质量控制的重要性仍然至关重要。

  我们主要集中在全球脑表型上,这些表型在最大的可实现样本中是可以测量的,该样本在最大的年龄范围内汇总,具有最少的方法论,理论和数据共享约束。但是,我们还为区域灰质体积提供了概念概念的大脑图表,证明了皮质模式的合理异态性,并说明了这种方法对多种细粒度的MRI表型的潜在普遍性(图2,补充信息8)。随着持续和未来的努力提供了越来越多的高质量MRI数据,我们预测了改进的大脑图表的迭代过程,可用于越来越多的多模态72神经成像表型。这种多样化将需要开发,实施和标准化附加数据质量控制程序27来支持强大的大脑图表建模。为了促进使用参考图表的进一步研究,我们提供了交互式工具来探索这些统计模型,并在www.brainchart.io上为新数据集提供了新数据集的标准化百分点。

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