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早期生活逆境（ELA）是兒童發生行為和認知問題的重要危險因素，甚至會危及長期健康狀況。在大量神經影像學研究的基礎上， 現在一般認為ELA對大腦結構和功能發育的影響是大腦對逆境的適應力反應，而並不是壓力引起的大腦損傷 。
在這種情況下，研究人員提出了「 壓力加速 」假說，認為ELA會加速大腦發育，尤其是恐懼、壓力相關大腦區域和感情回路。經歷了ELA的兒童表現出更接近成年人的杏仁核體積和功能連線模式，還表現出基於端粒長度或DNA甲基化的表觀遺傳年齡加速。
目前，大多數生活逆境相關的大型神經影響數據集研究都是回顧性橫斷面研究，且數據來源於報告不良童年經歷的成年人。盡管有研究表明圍產期逆境是子代精神病理學的危險因素，但是仍不清楚圍產期逆境如何影響兒童的神經發育。
為了填補早期神經發育軌跡的文獻空白 ，來自新加坡臨床科學研究所（SICS）的研究團隊利用新加坡成長健康成果（GUSTO）佇列的神經影像學數據 對兒童童年時期的神經發育軌跡進行建模，研究了ELA對童年時期大腦結構和功能耦合（SC-FC）的影響 。
研究發現， 兒童4.5歲至7.5歲時期，大腦SC-FC呈線性下降，代表著大腦神經發育 。 經過重度ELA的兒童大腦SC-FC在4.5歲至6歲之間發生急劇下降，意味著神經發育加速，而這一時期的表觀遺傳年齡也表現出加速發展 。
研究發表在 Nature Mental Health 上。
SC-FC主要表現大腦結構和功能連線之間的相關性，透過捕捉大腦組織的變化來描述神經發育軌跡。在人8至22歲之間，SC-FC以特定方式發生變化，高度保守的運動區域減少，運動相關區域變得更加靈活，跨模態皮質增加，不同感覺模態之間的聯系增強。高SC-FC下，神經訊號依賴於局部白質通路支持，而低SC-FC意味著功能性通訊依賴於多突觸間通路，可塑性更強。
試驗設計
此次研究共納入了549名兒童的靜息態功能核磁共振成像（rs-MRI）數據，在4.5歲、6歲和7.5歲時進行總計917次掃描。透過估計114個區域皮質分區的結構連線性和功能連線性，使用廣義加性模型（GAM）對整個皮質SC-FC軌跡進行建模。
研究人員采用麥吉爾大學Patricia Silveira教授建立的評分框架進行ELA綜合評分，內容包括極端出生體重、妊娠＜37周、妊娠期吸煙、低家庭收入、家庭功能缺失、妊娠期母親心理/身體健康不佳等。
按照參與者的ELA暴露進行分層，模型分析顯示， 無ELA組和輕度ELA組的SC-FC呈線性下降，而重度ELA組在4.5至6歲、6至7.5歲表現出不同的下降速率，SC-FC為曲線下降，與低ELA組相比下降振幅更大，神經發育加速。
為了驗證重度ELA組的神經加速發育，研究人員估算了參與者的表觀遺傳年齡，發現與輕度ELA組相比，重度ELA組表現出的表觀遺傳年齡比實際年齡更為提前，年齡加速更高。
接下來，研究人員對兒童ELA與行為問題之間的關系進行了探討。結果顯示，兒童的逆境分數與7歲時的行為問題呈正相關， 高逆境分數與內化行為（如內向、焦慮）和外化行為（如攻擊性、沖動行為）風險增加有關。 SC-FC與逆境分數之間存在互動作用，簡單的斜率分析表明，只有在4.5歲的SC-FC較高時，逆境分數與外化/內化行為之間才存在顯著正相關。
研究人員認為，當兒童暴露於需要「成熟」的外部環境時，大腦發育的加速模式更可能是一種適應力機制。盡管如此，從長遠來看，這並不是一件好事， 可能會導致神經可塑性和適應力學習的視窗期縮短，對兒童成長發育產生負面影響 。
總的來說， 研究填補了神經發育研究的關鍵空白， 證明生命早期挑戰會影響整個童年時期大腦的發育速度，4.5至6歲是改善ELA兒童大腦發育的潛在視窗期。 接下來，研究人員準備確定ELA對大腦發育加速的影響是否是生命後期大腦過早老化的基礎，以及透過認知行為療法減輕ELA影響的有效性。
參考文獻：
Chan S Y, Ngoh Z M, Ong Z Y, et al. The influence of early-life adversity on the coupling of structural and functional brain connectivity across childhood[J]. Nature Mental Health, 2024: 1-11.
本文作者丨王雪寧
