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早期生活逆境（ELA）是儿童发生行为和认知问题的重要危险因素，甚至会危及长期健康状况。在大量神经影像学研究的基础上， 现在一般认为ELA对大脑结构和功能发育的影响是大脑对逆境的适应性反应，而并不是压力引起的大脑损伤 。
在这种情况下，研究人员提出了「 压力加速 」假说，认为ELA会加速大脑发育，尤其是恐惧、压力相关大脑区域和感情回路。经历了ELA的儿童表现出更接近成年人的杏仁核体积和功能连接模式，还表现出基于端粒长度或DNA甲基化的表观遗传年龄加速。
目前，大多数生活逆境相关的大型神经影响数据集研究都是回顾性横断面研究，且数据来源于报告不良童年经历的成年人。尽管有研究表明围产期逆境是子代精神病理学的危险因素，但是仍不清楚围产期逆境如何影响儿童的神经发育。
为了填补早期神经发育轨迹的文献空白 ，来自新加坡临床科学研究所（SICS）的研究团队利用新加坡成长健康成果（GUSTO）队列的神经影像学数据 对儿童童年时期的神经发育轨迹进行建模，研究了ELA对童年时期大脑结构和功能耦合（SC-FC）的影响 。
研究发现， 儿童4.5岁至7.5岁时期，大脑SC-FC呈线性下降，代表着大脑神经发育 。 经过重度ELA的儿童大脑SC-FC在4.5岁至6岁之间发生急剧下降，意味着神经发育加速，而这一时期的表观遗传年龄也表现出加速发展 。
研究发表在 Nature Mental Health 上。
SC-FC主要表现大脑结构和功能连接之间的相关性，通过捕捉大脑组织的变化来描述神经发育轨迹。在人8至22岁之间，SC-FC以特定方式发生变化，高度保守的运动区域减少，运动相关区域变得更加灵活，跨模态皮质增加，不同感觉模态之间的联系增强。高SC-FC下，神经信号依赖于局部白质通路支持，而低SC-FC意味着功能性通讯依赖于多突触间通路，可塑性更强。
试验设计
此次研究共纳入了549名儿童的静息态功能核磁共振成像（rs-MRI）数据，在4.5岁、6岁和7.5岁时进行总计917次扫描。通过估计114个区域皮质分区的结构连接性和功能连接性，使用广义加性模型（GAM）对整个皮质SC-FC轨迹进行建模。
研究人员采用麦吉尔大学Patricia Silveira教授创建的评分框架进行ELA综合评分，内容包括极端出生体重、妊娠＜37周、妊娠期吸烟、低家庭收入、家庭功能缺失、妊娠期母亲心理/身体健康不佳等。
按照参与者的ELA暴露进行分层，模型分析显示， 无ELA组和轻度ELA组的SC-FC呈线性下降，而重度ELA组在4.5至6岁、6至7.5岁表现出不同的下降速率，SC-FC为曲线下降，与低ELA组相比下降幅度更大，神经发育加速。
为了验证重度ELA组的神经加速发育，研究人员估算了参与者的表观遗传年龄，发现与轻度ELA组相比，重度ELA组表现出的表观遗传年龄比实际年龄更为提前，年龄加速更高。
接下来，研究人员对儿童ELA与行为问题之间的关系进行了探讨。结果显示，儿童的逆境分数与7岁时的行为问题呈正相关， 高逆境分数与内化行为（如内向、焦虑）和外化行为（如攻击性、冲动行为）风险增加有关。 SC-FC与逆境分数之间存在交互作用，简单的斜率分析表明，只有在4.5岁的SC-FC较高时，逆境分数与外化/内化行为之间才存在显著正相关。
研究人员认为，当儿童暴露于需要「成熟」的外部环境时，大脑发育的加速模式更可能是一种适应性机制。尽管如此，从长远来看，这并不是一件好事， 可能会导致神经可塑性和适应性学习的窗口期缩短，对儿童成长发育产生负面影响 。
总的来说， 研究填补了神经发育研究的关键空白， 证明生命早期挑战会影响整个童年时期大脑的发育速度，4.5至6岁是改善ELA儿童大脑发育的潜在窗口期。 接下来，研究人员准备确定ELA对大脑发育加速的影响是否是生命后期大脑过早老化的基础，以及通过认知行为疗法减轻ELA影响的有效性。
参考文献：
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.
本文作者丨王雪宁
