最近，神經(jīng)影像學(xué)研究的一個(gè)重點(diǎn)在于研究產(chǎn)前、新生兒和兒童早期的大腦發(fā)育。發(fā)育早期腦損傷和早產(chǎn)情況與兒童神經(jīng)發(fā)育障礙的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，這表明早期發(fā)育對(duì)后期發(fā)展有重要作用。雖然使用的方法和樣本不同，但大部分研究的共同目的在于追蹤正常發(fā)育進(jìn)程，調(diào)查這種發(fā)育的偏差，以預(yù)測兒童期的行為、認(rèn)知和神經(jīng)功能。在這里，我們回顧了早期發(fā)育相關(guān)的結(jié)構(gòu)和功能神經(jīng)影像學(xué)研究。我們關(guān)注開展早期發(fā)育相關(guān)研究的操作和技術(shù)復(fù)雜性，并討論神經(jīng)影像技術(shù)如何被成功地應(yīng)用對(duì)神經(jīng)發(fā)育結(jié)果變量的研究。我們發(fā)現(xiàn)與后期結(jié)果變量相關(guān)的神經(jīng)影像標(biāo)志物的預(yù)測能力仍然較低，其對(duì)個(gè)體神經(jīng)發(fā)育障礙的特異性仍然受到質(zhì)疑。這個(gè)年輕領(lǐng)域還需要在獲取新生兒數(shù)據(jù)和建立模型方面面對(duì)巨大的挑戰(zhàn)。本文發(fā)表在Journal of Child Psychology and Psychiatry雜志。(可添加微信號(hào)siyingyxf或18983979082獲取原文，另思影提供免費(fèi)文獻(xiàn)下載服務(wù)，如需要也可添加此微信號(hào)入群，原文也會(huì)在群里發(fā)布)。
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Circulation：胎兒腦體積預(yù)測先天性心臟病患兒的神經(jīng)發(fā)育
母親產(chǎn)前壓力、胎兒大腦連接和分娩時(shí)的胎齡之間的交互關(guān)系
兒童期到成年早期灰質(zhì)發(fā)育的年齡效應(yīng)及性別差異
兒童期到成年早期白質(zhì)發(fā)育的擴(kuò)散磁共振成像研究
大腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的發(fā)育
PNAS：音樂能增強(qiáng)早產(chǎn)兒的高級(jí)認(rèn)知腦網(wǎng)絡(luò)
Neuron：聯(lián)合皮層神經(jīng)發(fā)育的模式和對(duì)精神病學(xué)的啟發(fā)
神經(jīng)發(fā)育視角看待數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)
JAMA Psychiatry：社區(qū)劣勢與青少年神經(jīng)認(rèn)知和大腦結(jié)構(gòu)的關(guān)系
家庭收入與認(rèn)知和大腦結(jié)構(gòu)的關(guān)系：美國兒童研究
腦網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的發(fā)育
兒童早期大腦結(jié)構(gòu)和功能發(fā)育的影像學(xué)研究
深度學(xué)習(xí)在嬰兒大腦的磁共振圖像分析中的作用（上）
Nature neuroscience：青少年腦發(fā)育的個(gè)體差異性
NeuroImage：胎兒和新生兒大腦MRI自動(dòng)分割
JAMA Pediatrics：學(xué)齡前兒童電子屏幕使用與腦白質(zhì)完整性的關(guān)系
Lancet子刊：母親孕期甲狀腺功能與兒童的大腦形態(tài)學(xué)特征
Nature neuroscience：大腦發(fā)育中功能連接的個(gè)體化
童年虐待對(duì)大腦結(jié)構(gòu)、功能和連通性的影響
童年艱辛與認(rèn)知受損風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系
JAMA Psychiatry：懷孕后家庭功能不良與兒童青春期
Biological Psychiatry: 童年的社會(huì)隔離對(duì)大鼠大腦功能
PNAS：社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位調(diào)節(jié)了成人與年齡相關(guān)的大腦功能
PNAS:童年創(chuàng)傷經(jīng)歷與重度抑郁癥患者異常腦功能連接有關(guān)
JAMA Psychiatry：不良環(huán)境對(duì)青年人的心理狀態(tài)、行為
BRAIN:早產(chǎn)兒胎齡與其成年智商之間的關(guān)系受異常的皮層褶皺調(diào)節(jié)
NEUROLOGY:兒童MS患者灰質(zhì)體積動(dòng)態(tài)變化的研究
眼動(dòng)追蹤與近紅外結(jié)合:嬰兒利他行為的神經(jīng)發(fā)育基礎(chǔ)
AJP:大腦發(fā)育和ADHD的多模態(tài)結(jié)構(gòu)神經(jīng)影像標(biāo)記
DTI研究：母親產(chǎn)前抑郁焦慮與嬰兒大腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的關(guān)系
早產(chǎn)兒皮層折疊擴(kuò)張動(dòng)態(tài)模式
嬰兒fNIRS數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)因果模型
學(xué)齡前兒童聽故事時(shí)的分享閱讀質(zhì)量和腦激活
腹內(nèi)側(cè)前額葉與腦島皮層變化對(duì)兒童到青少年元記憶發(fā)育的影響
簡介
近年來，針對(duì)人類大腦圍產(chǎn)期和產(chǎn)后早期發(fā)育的研究快速增長。與許多其他哺乳動(dòng)物和靈長類動(dòng)物相比，人類的大腦結(jié)構(gòu)和功能發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長的時(shí)期，為行為和認(rèn)知能力的發(fā)展（尤其是在最初幾年的快速發(fā)展），提供了基礎(chǔ)架構(gòu)。在臨床神經(jīng)科學(xué)和兒科方面，尤其有明確的理由關(guān)注早期發(fā)育的大腦。盡管現(xiàn)有的臨床手段在早產(chǎn)兒存活率的提高方面卓有成效，但也導(dǎo)致了神經(jīng)系統(tǒng)異常以及行為和認(rèn)知困難的不良后果。
神經(jīng)發(fā)育障礙，如自閉癥譜系障礙（ASD）、注意力缺陷多動(dòng)障礙（ADHD）的亞型以及后期顯現(xiàn)出的精神疾病在早產(chǎn)兒童和成人中的發(fā)病率增加，強(qiáng)調(diào)了這一時(shí)期的發(fā)育中斷對(duì)以后生活結(jié)果的重要性和敏感性。雖然這些風(fēng)險(xiǎn)的提升被廣泛報(bào)道，但其解剖學(xué)和神經(jīng)發(fā)育的基礎(chǔ)仍不清楚。
從遺傳學(xué)的角度來看，對(duì)神經(jīng)發(fā)育疾病基礎(chǔ)的研究已經(jīng)開始關(guān)注早期皮質(zhì)形成過程中活躍的基因家族，這些基因與神經(jīng)元連接的建立和維持有關(guān)，或者與兒童早期神經(jīng)元抑制/興奮平衡的基礎(chǔ)有關(guān)。重要的是，這些發(fā)現(xiàn)很少是疾病特異性的，有的基因容易導(dǎo)致多種不同的神經(jīng)發(fā)育障礙（如ASD和ADHD）和癲癇。這些發(fā)現(xiàn)的含義是，后期發(fā)展出的疾病的早期標(biāo)志物可能在臨床表型表達(dá)之前就可以觀察到。例如在ASD中，這導(dǎo)致了對(duì)嬰兒大腦非典型發(fā)育的行為、成像和電生理標(biāo)記物的探索。
即使在圍產(chǎn)期大腦出現(xiàn)明顯病變的情況下，也極難準(zhǔn)確預(yù)測個(gè)別嬰兒以后的認(rèn)知或行為結(jié)果。臨床疾病本身的異質(zhì)性、發(fā)育環(huán)境的異質(zhì)性以及個(gè)體的適應(yīng)力差異繼續(xù)為這一研究蒙上陰影。考慮到這些挑戰(zhàn)，近年中我們觀察到不同技術(shù)的蓬勃發(fā)展，這些技術(shù)允許我們量化微觀水平上的大腦發(fā)育，提供了之前不能達(dá)到的空間分辨率和生物學(xué)上的特異性，為典型和非典型的人類發(fā)展提供了機(jī)制上的解釋，并為動(dòng)物模型和人類觀察之間提供了橋梁。本文將會(huì)關(guān)注腦影像獲取的先進(jìn)技術(shù)以及分析方法，并且討論它們的應(yīng)用怎樣為產(chǎn)前產(chǎn)后典型和非典型發(fā)展的認(rèn)知和行為結(jié)果提供新的見解。
發(fā)育過程中會(huì)發(fā)生什么，我們能看到什么？
圍產(chǎn)期是大腦連接的建立、發(fā)展和鞏固的時(shí)期。新生兒期發(fā)生的重要過程包括丘腦皮層連接的鞏固和軸突的持續(xù)發(fā)展，小腦和長距離關(guān)聯(lián)纖維從底板延伸到皮層板。大多數(shù)發(fā)育過程會(huì)延續(xù)到出生后，特別是髓鞘化、突觸發(fā)生和樹突和樹突棘的形成，即與神經(jīng)元間連接有關(guān)的過程。雖然宏觀的白質(zhì)連接和長距離的半球間和半球內(nèi)投射在出生前就已建立，但短距離的皮層-皮層連接至少在出生后第四個(gè)月才會(huì)繼續(xù)發(fā)展?？焖俚臉渫环种屯挥|發(fā)生導(dǎo)致了出生后連接形成的旺盛，隨后通過修剪、有選擇地消除樹突和重塑軸突來完善連接，一直到兒童后期和青春期。
雖然大多數(shù)皮質(zhì)神經(jīng)元是在胎兒中期產(chǎn)生的，但在出生后的頭幾年，仍有抑制性神經(jīng)元的持續(xù)遷移。然而，它們的數(shù)量有限而且體積相對(duì)較小，所以圍產(chǎn)期和產(chǎn)后腦組織的大部分體積擴(kuò)張是由星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的。死后研究闡明了產(chǎn)后髓鞘化、突觸增殖和消除、樹突發(fā)芽和修剪等相關(guān)過程，并說明與我們最近的靈長類動(dòng)物相比，人類產(chǎn)后發(fā)育的時(shí)間相對(duì)較長。然而，死后研究在我們能夠描述典型或非典型變化的程度方面效果有限。雖然這種研究可以表明發(fā)育軌跡的形狀，但它們不是量化規(guī)范發(fā)育的適當(dāng)措施。無創(chuàng)成像，特別是磁共振成像（MRI），提供了機(jī)會(huì)復(fù)制經(jīng)典的和最近的死后研究，但更重要的是，無創(chuàng)腦成像方式可以縱向調(diào)查早期大腦結(jié)構(gòu)和功能的個(gè)體差異對(duì)后來結(jié)果的影響，以及它們在疾病和創(chuàng)傷中的預(yù)后價(jià)值。
發(fā)育中的腦成像
在過去的十年中，MRI的質(zhì)量和分辨率有了明顯的提高，它已經(jīng)成為研究結(jié)構(gòu)改變以及大腦功能和連接性的金標(biāo)準(zhǔn)，這可能導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育的改變。然而，早期MRI的操作和技術(shù)方面都為通常為成人大腦成像設(shè)計(jì)的既定方案提出了挑戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)了一個(gè)明顯的問題：新生兒的大腦不僅僅是一個(gè)小的成人大腦。這一時(shí)期的細(xì)胞和連接過程與下列因素有關(guān)：快速變化的圖像對(duì)比度、組織體積和組織形態(tài)。因此，以成人測量為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的MRI掃描儀和方案，由于并沒有考慮到早產(chǎn)新生兒和嬰兒的特殊臨床需要，并不理想。
幸運(yùn)的是，這種情況也正在迅速改變。對(duì)于早產(chǎn)兒或有風(fēng)險(xiǎn)的新生兒來說，與MRI兼容的培養(yǎng)箱在市場上廣泛銷售。專業(yè)的頭部線圈的設(shè)計(jì)考慮到了嬰兒頭部的特殊性，與同等的成人頭部線圈相比，增加了新生兒圖像的信噪比。相關(guān)協(xié)議已經(jīng)公布，描述了典型和非典型新生兒和幼兒的掃描和準(zhǔn)備的實(shí)際情況。
與頭動(dòng)打交道，圍產(chǎn)期成像研究中的日常問題
在采集方面，即使是細(xì)微的掃描期間頭動(dòng)也已被證明會(huì)嚴(yán)重?fù)p害兒童和臨床人群的圖像保真度。為了解決這個(gè)問題，為配合的、靜止的、清醒的成年人設(shè)計(jì)的序列正在為兒童自下而上重新設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更快或更安靜的成像（盡管還沒有同時(shí)實(shí)現(xiàn)）。使用前瞻性和回顧性技術(shù)進(jìn)行頭動(dòng)校正的新方法，提高了在困難樣本中獲取結(jié)構(gòu)和功能/彌散數(shù)據(jù)的成功率。這些方法在胎兒成像中尤其重要，因?yàn)樘旱念^動(dòng)很大。除了能更早地了解子宮內(nèi)導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育受損的細(xì)微腦部變化外，胎兒MRI也是開發(fā)新序列和后續(xù)處理技術(shù)的有用試驗(yàn)平臺(tái)，這些技術(shù)通?？梢赞D(zhuǎn)化為改善新生兒甚至成人的采集過程。在這種情況下，采集序列優(yōu)化和容積重建改進(jìn)以及運(yùn)動(dòng)偽影后續(xù)處理的發(fā)展已經(jīng)有了明顯的改善。這些發(fā)展使得對(duì)胎兒和新生兒大腦的體積、組織和形狀特征的準(zhǔn)確評(píng)估成為可能。
測量皮層形狀和組織含量
發(fā)展中的T1和T2
典型的核磁共振技術(shù)依靠自旋晶格弛豫時(shí)間（T1）或自旋-自旋弛豫時(shí)間（T2），以獲得所研究組織的解剖圖。鑒于不同的組織具有不同的磁特性（弛豫時(shí)間），取決于組織環(huán)境和微觀結(jié)構(gòu)，它們在大腦的不同區(qū)域和不同年齡段產(chǎn)生特定的組織對(duì)比（見圖1）。新生兒大腦的發(fā)育很快，迅速改變了用MRI觀察到的組織特性。這種對(duì)比度成熟進(jìn)程的影響與形態(tài)上的變化互相附加，包括體積的快速增加、分層模式和皮質(zhì)厚度，使這一時(shí)期的圖像分析極具挑戰(zhàn)性。
這些挑戰(zhàn)使得與兒童時(shí)期(每月或每年)相比，建立和適應(yīng)與年齡相適應(yīng)的大腦模板和圖譜成為必要。這些圖譜特別適合發(fā)育中的大腦，使得手工勾畫區(qū)域和組織類型的艱巨任務(wù)變得輕松。此外，年齡特異性圖譜的自然延伸是大腦發(fā)育的連續(xù)圖譜的創(chuàng)建，其特征是圖像強(qiáng)度、組織位置和組織體積的標(biāo)準(zhǔn)模型。特別的，這些模型提供了發(fā)展全腦各區(qū)域規(guī)范性發(fā)展“圖表”的機(jī)會(huì)，允許像頭圍圖表一樣計(jì)算百分位數(shù)。
磁共振組織弛豫測量：真正定量的希望
由于這種發(fā)展變化過程中圖像對(duì)比度的變化，對(duì)結(jié)構(gòu)成像而言，一個(gè)有吸引力的新選擇是MR組織弛豫測量。該技術(shù)通過對(duì)一系列的加權(quán)圖像(如T1, T2, T2*)收集固定參數(shù)對(duì)比圖像,目的是計(jì)算定量的組織弛豫時(shí)間,即在一個(gè)特定的磁共振掃描器磁場強(qiáng)度下保持不變,但區(qū)域可變的,局部組織屬性的特征。這些多圖像方法的明顯缺點(diǎn)是采集時(shí)間相對(duì)相同分辨率的標(biāo)準(zhǔn)單加權(quán)解剖圖像采集較長。因此，這種方法會(huì)導(dǎo)致對(duì)頭動(dòng)效應(yīng)更敏感，但仍有充分的理由解釋這種方法應(yīng)用于大腦發(fā)育的優(yōu)勢所在。首先，站點(diǎn)間變異性應(yīng)該減少，至少可以更好地量化站點(diǎn)間差異。弛豫率圖像可用于根據(jù)組織或年齡的最佳對(duì)比創(chuàng)建合成加權(quán)圖像。這意味著一個(gè)單一的獲取方案可以用于整個(gè)群體，但可以為每個(gè)個(gè)體產(chǎn)生適合于他們的年齡或病理的不同的加權(quán)對(duì)比。
另外，當(dāng)結(jié)合使用時(shí)，更容易為參數(shù)提供生物學(xué)上的解釋。給定一個(gè)合適的模型，弛豫測量法可以用于在一個(gè)單位體素內(nèi)描繪不同的水分子集聚情況，不同的參數(shù)可以反映不同的組織水環(huán)境，特別是髓磷脂。例如，T2弛豫顯示在出生后的頭兩年白質(zhì)迅速減少，這反映了之前提到的組織對(duì)比的變化，以及從死后測量長期觀察結(jié)果得出的髓磷脂含量增加情況。T2值的下降與髓磷脂相關(guān)的水分含量的增加直接相關(guān)。
量化組織架構(gòu)
彌散磁共振成像
像弛豫法一樣，擴(kuò)散MRI也是一種定量技術(shù)，但除了提供組織含水量的信息外，它還可以測量水?dāng)U散的限制。水?dāng)U散的限制模型可以用來估計(jì)水?dāng)U散的主導(dǎo)方向和各向異性，并由此重建假定的白質(zhì)束。盡管存在一些局限性，但迄今為止最常用的模型是擴(kuò)散張量成像(DTI)。自成立以來，它被用于研究新生兒發(fā)育過程中白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的快速變化，主要采用平均擴(kuò)散系數(shù)(MD)和分?jǐn)?shù)各向異性(FA)等指標(biāo)分別表征表觀水?dāng)U散和組織形態(tài)結(jié)構(gòu)。在發(fā)育中的大腦中，白質(zhì)的MD值通常隨著年齡的增長而降低，FA值增加，與含水量的減少相一致，少突膠質(zhì)細(xì)胞和髓鞘過程在大腦發(fā)育早期發(fā)生。雖然DTI通常用于研究白質(zhì)，但也可以用于評(píng)估灰質(zhì)發(fā)育。隨著大腦接近足月年齡，FA值下降，與皮質(zhì)組織早期發(fā)育中的分枝形成過程一致。這些變化是區(qū)域異質(zhì)性的，初級(jí)感覺皮質(zhì)和運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)與聯(lián)合皮質(zhì)的發(fā)展速度不同，例如，灰質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)反映了白質(zhì)中潛在的髓鞘形成模式。
高級(jí)彌散磁共振成像
作為這種標(biāo)準(zhǔn)張量模型的替代方法，先進(jìn)的計(jì)算方法被提出，以允許以更數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式將組織特征與擴(kuò)散MRI信號(hào)聯(lián)系起來。彌散張量是一個(gè)相對(duì)簡單的模型，在描繪多個(gè)纖維的時(shí)候并不適用，這可以通過使用高角度分辨率擴(kuò)散成像(HARDI)和擴(kuò)散譜成像、q -球或約束球面反褶積等技術(shù)來解決。所有這些技術(shù)都能夠在一個(gè)給定的體素中報(bào)告多個(gè)纖維方向，并提供控制彌散信號(hào)的底層結(jié)構(gòu)的更現(xiàn)實(shí)的重建。這些進(jìn)展使我們能夠獲得神經(jīng)解剖學(xué)上準(zhǔn)確的白質(zhì)束重建，而這是不可能用張量入路來描述的。例如，它們允許勾畫復(fù)雜的白質(zhì)束，如新生兒的弓狀束和小腦-大腦連接，以及開發(fā)具有技術(shù)挑戰(zhàn)性的胎兒白質(zhì)束圖譜。
對(duì)這些神經(jīng)束的微觀結(jié)構(gòu)特征的評(píng)估具有很大的潛力，可以提供有解剖學(xué)依據(jù)的、臨床相關(guān)的、與以后神經(jīng)發(fā)育有關(guān)的信息。除了更準(zhǔn)確地劃分白質(zhì)束和結(jié)構(gòu)外，新的多室模型可以提供對(duì)微觀結(jié)構(gòu)特征的估計(jì)，如體內(nèi)的神經(jīng)元密度和方向散布，為FA和MD等測量提供獨(dú)特的信息。特別是，神經(jīng)元定向和密度成像(NODDI)模型正變得越來越流行，并開始被應(yīng)用于更準(zhǔn)確地研究發(fā)生在發(fā)育中的大腦白質(zhì)和灰質(zhì)中的微結(jié)構(gòu)變化。
最近，人們提出了新的技術(shù)，以獲得對(duì)纖維密度的定量估計(jì)，這些估計(jì)越來越可靠，計(jì)算上也越來越可行。與白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確估計(jì)相結(jié)合，它們代表了一種強(qiáng)大的方法，以描述發(fā)育過程中解剖學(xué)連接的出現(xiàn)。利用組織結(jié)構(gòu)的定量估計(jì)（如NODDI）和髓鞘含量的定量估計(jì)（使用弛豫測量法），有兩個(gè)研究組試圖測量白質(zhì)的g比率，即內(nèi)部軸突直徑與有髓軸突直徑的比率。這一衡量軸突傳導(dǎo)效率的指標(biāo)從早產(chǎn)兒丘腦的高水平降低到大約足月時(shí)的0.85，并在出生后的頭幾年里在白質(zhì)的其他部分繼續(xù)降低。
評(píng)估組織功能
新生兒功能MRI：一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)
不斷變化的傳導(dǎo)效率、布線和結(jié)構(gòu)，是皮質(zhì)和皮質(zhì)下功能逐步發(fā)展的基礎(chǔ)。血氧水平依賴性（BOLD）對(duì)比是最常用的衡量腦功能的MRI指標(biāo)。由于血紅蛋白與氧氣結(jié)合時(shí)具有不同的磁性，它作為一種內(nèi)源性對(duì)比劑，在使用T2*加權(quán)序列測量時(shí)具有良好的對(duì)比度和空間特異性。通過在一段時(shí)間內(nèi)反復(fù)測量BOLD信號(hào)，信號(hào)的相對(duì)增加和減少可以被解釋為神經(jīng)活動(dòng)的變化。一般來說，實(shí)驗(yàn)擾動(dòng)，如感官刺激或認(rèn)知/情緒激發(fā)，以特定時(shí)間窗口刺激的方式提供給參與者，之后可以利用它引起的BOLD值，即基于血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)函數(shù)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的卷積，在整個(gè)大腦中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模。
顯然，在為清醒的、有反應(yīng)的成人設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)范式在研究睡眠、鎮(zhèn)靜或甚至清醒的新生兒的大腦時(shí)，存在著局限性。為了解決這個(gè)實(shí)際問題，研究者提出了一些創(chuàng)新的解決方案和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是聽覺、視覺、觸覺和嗅覺刺激。例如，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)范式中，向睡眠中的嬰兒提供聲音和非聲音的聽覺刺激，證明了顳葉皮層區(qū)域中聲音選擇性的區(qū)域（圖2A）。雖然這些結(jié)果顯示出類似成人的空間模式（圖2），但其振幅甚至方向都與成人不同。在早期的研究中，BOLD反應(yīng)（如BOLD信號(hào)的正負(fù)關(guān)聯(lián)）是不一致的。重要的是，這些早期的不一致可以用觀察到的新生兒血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)函數(shù)（HRF）的差異來解釋。具體來說，HRF顯示出達(dá)到峰值的時(shí)間與年齡有關(guān)的減少，刺激后下沉期變化，以及從產(chǎn)后32周到46周振幅的普遍增加，突出了在基于任務(wù)的功能MRI（fMRI）研究中使用新生兒匹配的HRF的必要性。
嬰兒靜息態(tài)功能磁共振成像
除了少數(shù)例外，對(duì)新生兒進(jìn)行的基于任務(wù)的fMRI研究傾向于關(guān)注感官刺激或接受性語言（被動(dòng)傾聽）。這種可理解的偏見限制了我們對(duì)已知與高級(jí)認(rèn)知功能和目標(biāo)相關(guān)行為有關(guān)的功能網(wǎng)絡(luò)的了解。替代任務(wù)誘發(fā)的功能激活的方法是觀察這一相同信號(hào)的自發(fā)波動(dòng)。Biswal, Yetkin, Haughton, & Hyde (1995)的研究表明，靜止大腦中的低頻波動(dòng)具有高度的時(shí)間相關(guān)性和可預(yù)測的解剖結(jié)構(gòu)，表明其與實(shí)際功能連接有關(guān)。這項(xiàng)工作在過去的幾年里得到了很大的發(fā)展，對(duì)這些低頻波動(dòng)的生理和認(rèn)知相關(guān)性的研究幾乎主導(dǎo)了最近的認(rèn)知和臨床神經(jīng)影像學(xué)研究。重要的是，這里所劃定的大腦網(wǎng)絡(luò)超出了感覺運(yùn)動(dòng)的范圍，其皮質(zhì)-皮質(zhì)下網(wǎng)絡(luò)反映了任務(wù)激發(fā)的功能網(wǎng)絡(luò)的全部范圍，但不需要明確的任務(wù)。由于這些原因，靜息態(tài)fMRI的新生兒研究飛速發(fā)展，它已被用來證明和繪制健康新生兒大腦的功能組織圖。使用獨(dú)立成分分析（ICA）來過濾和隔離相干波動(dòng)，在足月兒和早產(chǎn)兒的橫斷研究中，可以根據(jù)輕度鎮(zhèn)靜和自然睡眠期間的靜息狀態(tài)fMRI BOLD信號(hào)提取出靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)，空間上與之前描述的成人大腦中的一些網(wǎng)絡(luò)相匹配。ICA和基于種子點(diǎn)相關(guān)分析的方法也被用于早產(chǎn)兒和足月兒的縱向研究，顯示在新生兒發(fā)育過程中出現(xiàn)了部分或完全匹配幾個(gè)靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)（RSN）的連接。包括默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)，類似于在成人中看到的那些靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)。
子宮內(nèi)功能MRI：下一個(gè)前沿領(lǐng)域？
與新生兒fMRI的發(fā)展相同步，胎兒fMRI近年來有了很大的發(fā)展，包括開創(chuàng)性的整合快速采集和運(yùn)動(dòng)偽影事后校正的綜合處理流程。這種方法對(duì)了解與早熟子宮外環(huán)境相比子宮內(nèi)腦功能連接的不同模式顯示出巨大的前景。此外，它提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來進(jìn)一步開發(fā)基于MRI的神經(jīng)發(fā)育改變的早期生物標(biāo)志物，最早可在懷孕的第三個(gè)月。這一領(lǐng)域仍在技術(shù)發(fā)展中。胎兒和新生兒大腦的特征，特別是延長的T2*，意味著標(biāo)準(zhǔn)化的fMRI序列將需要調(diào)整和優(yōu)化。
在自然睡眠期間，對(duì)于聽覺刺激，新生兒大腦呈現(xiàn)出明顯類似成人的聲音反應(yīng)活動(dòng)模式（A）
同樣地，對(duì)疼痛性皮膚刺激的反應(yīng)活動(dòng)模式和成人類似（B）
從31周（上行，C）到足月齡（41周，下行，C），運(yùn)動(dòng)皮層對(duì)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)氣球任務(wù)的反應(yīng)更靠雙側(cè)（C）
最后，在成人中看到的靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)的模式，在足月新生兒大腦中是很明顯的，但早產(chǎn)兒大腦中網(wǎng)絡(luò)之間的連接模式是不同的 (D)
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重慶：
第七十屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班（重慶，10.22-27）
第二十八屆彌散成像數(shù)據(jù)處理班（重慶，11.5-10）
第二十三屆磁共振腦影像結(jié)構(gòu)班（重慶，11.27-12.2）
第二十五屆腦影像機(jī)器學(xué)習(xí)班（重慶，12.5-10）
南京：
第二十二屆磁共振腦影像結(jié)構(gòu)班（南京，10.24-29）
第七十一屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班（南京，11.12-17）
第二十九屆彌散成像數(shù)據(jù)處理班（南京，11.19-24）
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第三十一屆磁共振腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理班（上海，10.28-11.2）
第六十九屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班（上海，11.4-9）
第十四屆任務(wù)態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理班（上海，11.30-12.5）
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第七十二屆磁共振腦影像基礎(chǔ)班（北京，11.9-14）
第六屆影像組學(xué)班（北京，11.25-30）
第三十四屆磁共振腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理班（北京，12.3-8）
數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)介紹：
思影科技功能磁共振(fMRI)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)
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發(fā)展中的大腦是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)
單個(gè)大腦區(qū)域不是孤立運(yùn)作的，而是在相互連接的、解剖學(xué)上受限制的網(wǎng)絡(luò)中行動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)方法(圖3)繪制了"節(jié)點(diǎn)"（通常是腦區(qū)）的屬性及其結(jié)構(gòu)或功能連接的模式（"邊"，通常分別使用彌散或功能MRI計(jì)算）。對(duì)大腦結(jié)構(gòu)性宏觀連接的評(píng)估通過基于彌散磁共振成像的白質(zhì)束重建獲得，已被廣泛用于研究健康和疾病的大腦連接。
（復(fù)雜）發(fā)育中大腦的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)
在核磁共振研究的背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個(gè)巨大優(yōu)勢是，使用網(wǎng)絡(luò)研究可以把大腦連接的維度降低到代表了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和組織的可理解的特征。特別是，大腦網(wǎng)絡(luò)的全局組織可以用三個(gè)主要的圖論概念來描述：基本架構(gòu)（如網(wǎng)絡(luò)密度和平均強(qiáng)度）、整合（如全局效率或特征路徑長度）和分離（如局部效率或平均聚類系數(shù)）。在早期發(fā)育過程中，宏觀連接已經(jīng)（使用基于擴(kuò)散MRI的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型來描述）顯示出整合能力和分離特性的增加。這些變化與連接類型和數(shù)量的變化是一致的，因?yàn)樵诖竽X成熟過程中，短距離和長距離關(guān)聯(lián)纖維的相對(duì)比例發(fā)生了變化。其他發(fā)現(xiàn)包括在發(fā)育過程中，小世界的特征顯示出高度的分離和整合特性，以及圖論測量中半球間的不對(duì)稱性，兩者都與成年大腦的發(fā)現(xiàn)一致。早在胎齡30周時(shí)，早產(chǎn)兒中就出現(xiàn)了一個(gè)區(qū)域的 "富人俱樂部"，這是因?yàn)樗鼈儽舜酥g有高度的聯(lián)系，這也與成人的發(fā)現(xiàn)相一致，表明這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在早期就已經(jīng)建立的特征。
考慮新生兒大腦功能網(wǎng)絡(luò)的圖論參數(shù)的研究不太常見。Gao等人（2011）首次證明了新生兒大腦中皮質(zhì)功能樞紐和小世界特征的出現(xiàn)，而Fransson, Aden, Blennow, & Lagercrantz（2011）則獲得了歸一化空間中的體素水平的網(wǎng)絡(luò)，證明了皮質(zhì)樞紐和其相關(guān)子網(wǎng)絡(luò)的存在。最近，評(píng)估動(dòng)態(tài)功能連接以及同步化模型的可行性也在新生兒大腦中得到證實(shí)。van den Heuvel等人擴(kuò)展了這些單模態(tài)模型，在一個(gè)橫斷面樣本中同時(shí)評(píng)估了功能和結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)新生兒大腦顯示出相對(duì)較高的結(jié)構(gòu)-功能耦合水平，并隨年齡增長而增加。雖然很明顯，結(jié)構(gòu)和功能連接是有內(nèi)在聯(lián)系的，但對(duì)它們的橫斷研究可能有助于我們對(duì)此有更好的理解這種內(nèi)在聯(lián)系。除了支撐大腦功能的結(jié)構(gòu)特征外，連接組織的細(xì)微改變可能對(duì)功能活動(dòng)產(chǎn)生巨大影響，并可能導(dǎo)致非典型的發(fā)展軌跡。這種方法可以幫助理解發(fā)育過程中的功能連接是如何被結(jié)構(gòu)富人俱樂部所驅(qū)動(dòng)的，以及不屬于這個(gè)富人俱樂部的連接的功能影響，據(jù)報(bào)道，這些連接在早產(chǎn)后會(huì)發(fā)生改變。
繪制解剖學(xué)上的相似性：基于形態(tài)學(xué)的大腦網(wǎng)絡(luò)
擴(kuò)散和功能MRI是目前使用MRI推斷連接性的標(biāo)準(zhǔn)方法。然而，在臨床實(shí)踐中，傳統(tǒng)的解剖學(xué)T1/T2采集就可以支持僅基于解剖學(xué)特征推斷連接性的方法。鑒于胎兒和新生兒群體的彌散和功能MRI對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影的敏感性，以及數(shù)據(jù)本身的相對(duì)缺乏，這種方法在發(fā)育研究中尤為重要。基于灰質(zhì)特征（如體積或皮層厚度）在各組個(gè)體間的相關(guān)性與腦連接組相關(guān)的概念，解剖學(xué)T1采集已被用于獲得群體形態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)，從而更好地理解神經(jīng)精神和神經(jīng)退行性疾病中的大腦回路，以及這些網(wǎng)絡(luò)在早期發(fā)育中的特征。然而，為了開發(fā)神經(jīng)發(fā)育變化的個(gè)體預(yù)測因子，有必要在個(gè)體水平上提取腦連接，而這通常不可能通過對(duì)組織體積的單一觀察來實(shí)現(xiàn)。一些已發(fā)表的報(bào)告提出了基于灰質(zhì)特征的相似性分析的替代方法來提取個(gè)體腦網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)在多大程度上類似于解剖學(xué)上的大腦網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有待闡明的問題，但有報(bào)告表明，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的相似性與解剖學(xué)上的大腦連接有關(guān)。它們已顯示出應(yīng)用于早期神經(jīng)發(fā)育研究的潛力，因此，成為在不容易獲取彌散和/或功能MRI時(shí)分析和檢測異常皮層模式的替代工具。
早期逆境的影響--對(duì)有發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的大腦進(jìn)行成像
早產(chǎn)大腦的成像
早產(chǎn)，即在足月前中斷正常的宮內(nèi)妊娠，是很常見的；全世界大約有11%的生產(chǎn)是在足月前，發(fā)展中國家的早產(chǎn)率比發(fā)達(dá)國家高。與早產(chǎn)有關(guān)的大量神經(jīng)系統(tǒng)、行為和認(rèn)知方面的并發(fā)癥意味著，提高我們對(duì)神經(jīng)發(fā)育改變及其長期影響的認(rèn)識(shí)是現(xiàn)代臨床發(fā)育神經(jīng)學(xué)的主要挑戰(zhàn)之一 。考慮到這一點(diǎn)，神經(jīng)影像學(xué)已被廣泛用于評(píng)估早產(chǎn)嬰兒的大腦如何偏離典型的發(fā)育模式與典型發(fā)育模式的偏差。
嚴(yán)重早產(chǎn)兒的常規(guī)結(jié)構(gòu)MRI檢測到T2加權(quán)圖像中觀察到的白質(zhì)彌漫性過高的信號(hào)強(qiáng)度，與使用彌散MRI的更多彌漫性白質(zhì)異常和不良神經(jīng)發(fā)育結(jié)果有關(guān)。對(duì)新生兒彌散MRI的進(jìn)一步定量評(píng)估表明，白質(zhì)的改變也存在于臨床MRI上沒有明顯病灶的早產(chǎn)兒中，同樣，即使是這些非常細(xì)微的大腦異常也與2歲時(shí)的神經(jīng)發(fā)育表現(xiàn)改變有關(guān)。其他研究也顯示了早產(chǎn)對(duì)新生兒大腦形態(tài)幾個(gè)方面的影響，包括小腦、皮質(zhì)和皮質(zhì)下灰質(zhì)的體積變化，以及海馬體形狀的改變，其體積與兒童期的言語記憶有關(guān)。這些變化與這些兒童的認(rèn)知結(jié)果有關(guān)。早產(chǎn)兒弓形束結(jié)構(gòu)特征的改變已被證明與2歲時(shí)的語言發(fā)展相關(guān)，反映了后來在早產(chǎn)青少年身上看到的情況。丘腦皮層連接是發(fā)生在中晚期的連接過程之一，該連接也被證明在足月早產(chǎn)兒中存在異常，并與2歲時(shí)的認(rèn)知能力受損有關(guān)。作為對(duì)這些現(xiàn)象的補(bǔ)充，早產(chǎn)兒皮層區(qū)域和丘腦核團(tuán)之間的功能連接強(qiáng)度也明顯降低。雖然連通性的改變解釋了后來認(rèn)知結(jié)果的部分差異，但臨床和環(huán)境方面，特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位，解釋了更大的部分。
早產(chǎn)兒的病理連接組學(xué)
目前還不清楚連接性的改變（"病理連接學(xué)"）是否是定義或劃分神經(jīng)精神疾病的充分表型。然而，這種方法無疑使人們對(duì)可能與成年后認(rèn)知和行為的具體改變有關(guān)的系統(tǒng)機(jī)制有了一定的了解。在圍產(chǎn)期，它提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來評(píng)估是否存在與非典型發(fā)育相關(guān)的連接性改變的早期標(biāo)志。這將與圍產(chǎn)期神經(jīng)發(fā)育障礙如ASD和精神分裂癥的假說相一致。通過使用圖論來模擬宏觀結(jié)構(gòu)的大腦連接，從彌散磁共振成像圖中獲得的大腦網(wǎng)絡(luò)說明早產(chǎn)兒呈現(xiàn)出一種皮層和皮層下連接減少的模式，并且在1歲時(shí)也持續(xù)該模式。
此外，早產(chǎn)兒的大腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的富人俱樂部組織的核心連通性和同齡人中相對(duì)較低，一直延續(xù)到學(xué)齡期和成年期。在圍產(chǎn)期的早產(chǎn)兒中也有類似的發(fā)現(xiàn)，但這項(xiàng)研究使用NODDI來測量連接大腦皮層區(qū)域的白質(zhì)束的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)來描述加權(quán)連接。在這種情況下，除了一組保守的核心連接外，外圍連接也顯示出神經(jīng)元密度指數(shù)的降低。
微觀結(jié)構(gòu)權(quán)重分布的變化影響了以圖論特征衡量的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這首次確立了支撐與早產(chǎn)有關(guān)的神經(jīng)發(fā)育改變的系統(tǒng)機(jī)制。因此，大腦網(wǎng)絡(luò)和圖論分析顯示出評(píng)估微妙的連接性變化的巨大潛力。有趣的是，在系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)層面上，對(duì)稀缺白質(zhì)資源的有效利用與精神障礙的發(fā)展起源是一致的。圍產(chǎn)期的負(fù)性事件可能會(huì)影響建立典型連接模式的整體能力，導(dǎo)致典型髓鞘生成的變化，但也可能誘發(fā)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞哪撤N程度的重組。那么，一個(gè)看似合理的假設(shè)是，在能量資源短缺或其他不利的圍產(chǎn)期事件存在的情況下，一些發(fā)育中的神經(jīng)元過程會(huì)巧妙地改變其偏好，以確保核心的、重要的大腦連接，甚至以改變與認(rèn)知和行為的重要方面相關(guān)的連接為代價(jià)，包括執(zhí)行功能、記憶、注意、信息處理、反應(yīng)抑制、突出處理和情緒調(diào)節(jié)。
宮內(nèi)生長受限
與早產(chǎn)相比，宮內(nèi)生長受限（IUGR）是一種病因比較明確的圍產(chǎn)期疾病。IUGR是一種與胎盤功能不全有關(guān)的疾病，影響了5-10%的孕婦，它是導(dǎo)致胎兒發(fā)病和死亡的主要原因。胎盤血流的減少導(dǎo)致持續(xù)的低氧血癥和營養(yǎng)不足，并對(duì)發(fā)育中的大腦產(chǎn)生嚴(yán)重影響，包括新生兒期、兒童期和成年早期的神經(jīng)發(fā)育和認(rèn)知功能障礙。因此，人們一直在努力描述支持這些功能障礙的潛在大腦改變，并預(yù)測具有較高風(fēng)險(xiǎn)的神經(jīng)發(fā)育結(jié)果改變的人口子集。核磁共振成像研究表明了與IUGR相關(guān)的大腦改變，在胰島和扣帶裂隙的溝壑更深，以及與新生兒行為有關(guān)的不同紋理模式。有趣的是，在新生兒期，IUGR嬰兒的回旋模式改變與后來的神經(jīng)發(fā)育改變有關(guān)。雖然IUGR對(duì)大腦網(wǎng)絡(luò)組織的影響及其與神經(jīng)發(fā)育改變的關(guān)系已被廣泛評(píng)估。但對(duì)新生兒的評(píng)估仍然很少見。有人認(rèn)為，IUGR的新生兒在足月時(shí)功能連接已經(jīng)發(fā)生改變，這與1歲時(shí)ICA網(wǎng)絡(luò)的超連接性是一致的。然而，在這一人群中，功能和結(jié)構(gòu)連接之間的相互作用仍不清楚，這種相互作用預(yù)測嬰兒出生時(shí)神經(jīng)發(fā)育障礙風(fēng)險(xiǎn)的能力也是如此。
其他圍產(chǎn)期疾病：孤立腦室肥大和先天性心臟病
發(fā)病率較低的圍產(chǎn)期疾病也是圍產(chǎn)期神經(jīng)影像學(xué)研究的重點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兛梢宰鳛椴煌拇竽X改變與神經(jīng)發(fā)育改變的例子。即使沒有其他相關(guān)的并發(fā)癥，腦室肥大也與發(fā)展神經(jīng)精神疾病和發(fā)育障礙的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加有關(guān)。胎兒MRI研究顯示出在子宮內(nèi)皮層過度生長，白質(zhì)FA值減少，MD值增加，后期顯示出較高的語言遲緩風(fēng)險(xiǎn)。在新生兒中，孤立的腦室肥大已被證明與FA值（特別是在胼胝體的壓部）減少有關(guān)，以及其他白質(zhì)束的MD增加有關(guān)。先天性心臟?。?span>CHD）是最常見的先天性畸形，幾乎影響1%的活胎，并與兒童期的行為問題和神經(jīng)發(fā)育遲緩有關(guān)。因此，近年來，CHD已成為研究的一個(gè)增長點(diǎn)，它與白質(zhì)損傷的發(fā)生率增加、白質(zhì)中較低的FA、代謝的改變以及與2歲時(shí)神經(jīng)發(fā)育的改變相關(guān)的皮質(zhì)不成熟有關(guān)。最近，Birca等人顯示，CHD患者的大腦微觀結(jié)構(gòu)異常和用EEG測量的功能連接之間存在有趣的聯(lián)系。然而，還需要進(jìn)一步研究來解這些嬰兒的大腦連接性的特點(diǎn)，并確定是否存在著是否有一種可以預(yù)測以后的神經(jīng)發(fā)育改變的非典型早期連接模式。
MRI和超聲波：實(shí)用伙伴
雖然我們在這里的重點(diǎn)是使用核磁共振的神經(jīng)成像，但迄今為止最常用的胎兒和新生兒成像技術(shù)還是超聲波。超聲波是臨床上圍產(chǎn)期和產(chǎn)前成像的主力軍，一直是研究子宮內(nèi)發(fā)育的首選技術(shù)。通過利用新生兒顱骨中存在的聲窗（通常是前囟門），它還被廣泛用于研究新生兒大腦的異常發(fā)育。顱腦超聲仍然是新生兒重癥監(jiān)護(hù)室床邊神經(jīng)成像的首選方式，可以被用于檢測包括出血、腦室腫大、扁桃體血管病和一些先天性畸形在內(nèi)的腦損傷，對(duì)兒童期MRI發(fā)現(xiàn)的任何主要病變都有預(yù)測作用。它的價(jià)格低廉，來源廣泛，而且相對(duì)容易使用和放置。這在農(nóng)村地區(qū)和發(fā)展中國家尤為重要，因?yàn)樵谶@些地區(qū)，其他成像技術(shù)如核磁共振可能難以或無法獲得。然而，為了成為細(xì)微腦損傷的有用診斷工具和神經(jīng)發(fā)育改變的篩查工具，必須通過超越肉眼觀察的計(jì)算方法，充分利用該技術(shù)可獲得的豐富數(shù)據(jù)。為了使這一努力取得成功，將超聲結(jié)果與白質(zhì)結(jié)構(gòu)的潛在改變（如在MRI上觀察到的）相關(guān)聯(lián)的更大范圍更大規(guī)模研究是最重要的。重要的是，新生兒超聲觀察到的異常，包括腦室周圍出血和腦室周圍出血并伴有腦室擴(kuò)張，與以后青春期的認(rèn)知和行為問題有關(guān)，也與年輕成人用彌散MRI測量的記憶相關(guān)纖維束的白質(zhì)改變有關(guān)，后者在評(píng)估視覺空間記憶和有效組織信息的測試中得分較低。早期的研究已經(jīng)評(píng)估了新生兒超聲和MRI之間的相關(guān)性；然而，更詳細(xì)的超聲發(fā)現(xiàn)與MRI的神經(jīng)系統(tǒng)測量的關(guān)聯(lián)可以使超聲作為神經(jīng)發(fā)育改變的篩查工具。這種聯(lián)系在日常臨床實(shí)踐中尤為重要，因?yàn)樘岣呱窠?jīng)超聲檢查預(yù)測神經(jīng)認(rèn)知結(jié)果的能力有可能對(duì)篩查有風(fēng)險(xiǎn)的嬰兒產(chǎn)生真正的影響。
嬰兒期的神經(jīng)發(fā)育紊亂
評(píng)估ASD的圍產(chǎn)期風(fēng)險(xiǎn)因素
存在廣泛的圍產(chǎn)期條件相關(guān)的神經(jīng)學(xué)和神經(jīng)發(fā)育后遺癥，如多動(dòng)癥和自閉癥，表明這一時(shí)期是了解這些疾病的特發(fā)性和遺傳性的重要時(shí)期。廣義上講，神經(jīng)發(fā)育障礙的概念是 "神經(jīng)發(fā)育軌跡的異常 "或 "典型軌跡的適應(yīng)性變異"。在這種情況下，早產(chǎn)是許多可能將大腦發(fā)育軌跡推向非典型路徑的生物或環(huán)境損傷之一。以自閉癥為例，神經(jīng)影像學(xué)的結(jié)果在很大程度上與這種多重非典型軌跡的概念一致。對(duì)嬰兒晚期/兒童早期頭圍差異的初步觀察表明，一些自閉癥患者經(jīng)歷了生命早期的非典型大腦生長。雖然這些和其他類似的研究結(jié)果在適當(dāng)使用人群標(biāo)準(zhǔn)以及有限的可重復(fù)性方面受到質(zhì)疑，但它們還是刺激了對(duì)被認(rèn)為具有高遺傳風(fēng)險(xiǎn)的嬰兒的早期大腦發(fā)育的調(diào)查，提供了在治療之前研究該疾病的機(jī)會(huì)。
來自嬰兒腦成像研究（IBIS）、自閉癥表型組項(xiàng)目（APP）和其他項(xiàng)目的一系列報(bào)告，重點(diǎn)關(guān)注因兄弟姐妹被診斷為自閉癥的高危嬰兒的大腦結(jié)構(gòu)。這些研究通過結(jié)構(gòu)性核磁共振成像，報(bào)告了嬰兒在診斷前可觀察到的自閉癥早期生物標(biāo)志物。使用不同的分析和樣本，它們可能表明對(duì)不同病因的ASD進(jìn)行分型的趨同方法。Hazlett等人對(duì)灰質(zhì)和皮層的研究表明在6到12個(gè)月之間皮層表面積的擴(kuò)大可以用來預(yù)測后來的自閉癥診斷，而且這些變化發(fā)生在12到24個(gè)月之間非典型的縱向皮層體積擴(kuò)大之前。Ohta等人的橫斷研究也顯示，在36個(gè)月時(shí)，自閉癥的皮質(zhì)表面增加。然而，這些生物標(biāo)志物在自閉癥中的年齡特異性似乎很明顯。例如，這兩項(xiàng)研究都沒有顯示出皮質(zhì)厚度的變化，而這一點(diǎn)在年齡較大的群體中似乎很明顯。早期關(guān)于IBIS隊(duì)列的工作無法檢測到6個(gè)月大的孩子被歸類為有風(fēng)險(xiǎn)或沒有風(fēng)險(xiǎn)的橫斷面腦體積差異（盡管沒有像他們最近的分析那樣根據(jù)后期的自閉癥診斷進(jìn)行區(qū)分）。后期診斷的風(fēng)險(xiǎn)因素顯然也與標(biāo)記物有關(guān)，因?yàn)樵跇O端早產(chǎn)和后來被診斷為ASD的新生兒中，發(fā)現(xiàn)了與社會(huì)和突出刺激整合有關(guān)的區(qū)域的皮質(zhì)體積減少。
Shen等人現(xiàn)在已經(jīng)兩次證明了后來被診斷為自閉癥的嬰兒的軸外CSF體積增加。有趣的是，這種增加與癥狀的嚴(yán)重程度成正比，并與運(yùn)動(dòng)能力呈負(fù)相關(guān)，在獨(dú)立的樣本中（同樣來自IBIS聯(lián)盟）。他們也能夠證明大腦體積和腦脊液體積是如何獨(dú)立地對(duì)頭圍值做出重大貢獻(xiàn)的，這與先前的工作有直接聯(lián)系。這種標(biāo)記也出現(xiàn)在青少年和老年自閉癥患者身上，盡管到了這個(gè)年齡段，大腦總體積的變化往往并不明顯。
對(duì)復(fù)雜的疾病進(jìn)行復(fù)雜的分析
這些研究的一個(gè)特點(diǎn)是，它們使用了相對(duì)簡單的大腦結(jié)構(gòu)度量指標(biāo)（皮質(zhì)體積、CSF體積、皮質(zhì)面積）。正如前面所詳述的，圖論法已被廣泛應(yīng)用于發(fā)育中的大腦，顯示出對(duì)早產(chǎn)和產(chǎn)后成熟的敏感性，但這些測量法還沒有被證明對(duì)神經(jīng)發(fā)育障礙的非典型發(fā)育非常敏感。在較大的學(xué)步兒童中，Dinstein等人（2011年）顯示，在被診斷為自閉癥的兒童中，聽覺皮層的半球間靜息態(tài)功能連接是非典型的。重要的是，這種連接性的變化與語言發(fā)育遲緩的兒童不同。IBIS聯(lián)盟的另一項(xiàng)研究考察了大量自閉癥低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)嬰兒的功能連接（6和12個(gè)月大）。通過分析這些嬰兒的全腦連接，他們可以使用支持向量機(jī)成功地對(duì)嬰兒年齡進(jìn)行分類，但根據(jù)ASD的家族風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)的分類器卻不成功。使用從彌散MRI獲得的結(jié)構(gòu)連接，進(jìn)行圖論分析，確實(shí)顯示了24個(gè)月大的嬰兒在后來被診斷為ASD時(shí)全局效率的細(xì)微下降，而在最近的工作中，同樣的措施被證明在同一人群的更早年齡（6個(gè)月）就已經(jīng)存在。這樣一來，一些總結(jié)性的圖論指標(biāo)，像全局效率，似乎是一致的非典型發(fā)展的標(biāo)志。至少在兒童早期。調(diào)查生命早期有神經(jīng)發(fā)育障礙風(fēng)險(xiǎn)的群體以及使用先進(jìn)的分析方法（如網(wǎng)絡(luò)分析）都是最近才有的。
從神經(jīng)發(fā)育的 "風(fēng)險(xiǎn) "到病理表型
大多數(shù)評(píng)估自閉癥早期標(biāo)志物的研究都有一個(gè)弱點(diǎn)，那就是專注于一個(gè) "有風(fēng)險(xiǎn) "的兒童亞群，不清楚這些結(jié)果是專門針對(duì)這個(gè)亞群（如有遺傳風(fēng)險(xiǎn)的兒童）還是針對(duì)更廣泛的自閉癥表型。在研究增加的頭圍作為生物標(biāo)志物時(shí)，必須注意到大頭癥和小頭癥可能會(huì)導(dǎo)致不同的自閉癥病因，這種異質(zhì)性可能會(huì)減少大腦研究之間的一致性。這些結(jié)果對(duì)自閉癥的特異性也應(yīng)受到進(jìn)一步質(zhì)疑。Shen及其同事的兩項(xiàng)研究顯示，后來被診斷為ASD的嬰兒的差異部分反映了在例如精神分裂癥遺傳風(fēng)險(xiǎn)增加的男嬰身上看到的結(jié)果。
這帶來了一個(gè)更廣泛的的問題。神經(jīng)發(fā)育障礙在病因?qū)W上是多樣的。它們代表了一系列的病理表征，并且通常是共病的。調(diào)查后來發(fā)展成自閉癥的嬰兒的一個(gè)很好的理由是，在組織病理學(xué)報(bào)告中已經(jīng)注意到神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的異常，這些異常發(fā)生在子宮內(nèi)。因此，例如，在越來越多的自閉癥研究中，皮層發(fā)育的畸形，如異位癥、局灶性皮層發(fā)育不良，或類似的空間上的皮層分層紊亂的斑塊，已經(jīng)在死后尸檢結(jié)果中被描述。然而，這些神經(jīng)病理標(biāo)志物與胚胎早期或晚期的徑向或切向神經(jīng)元遷移異常有關(guān)，與局灶性癲癇的手術(shù)切除后更常見的標(biāo)志物相似，尤其是在兒童時(shí)期。在與自閉癥相關(guān)的單基因突變中，往往與其他疾病有明顯的共病，包括癲癇，也包括精神分裂癥、多動(dòng)癥和智力障礙。例如，許多關(guān)于自閉癥的研究排除了有癲癇病史的參與者，導(dǎo)致了文獻(xiàn)中的進(jìn)一步偏差，并忽視了它可能是一個(gè)有用的內(nèi)表型。
了解異質(zhì)性：發(fā)展中的大數(shù)據(jù)
正如之前所討論的，對(duì)行為和認(rèn)知神經(jīng)發(fā)育障礙的調(diào)查的分類性質(zhì)很可能會(huì)阻礙非典型發(fā)育的遺傳和神經(jīng)影像學(xué)研究。在這種情況下，應(yīng)該歡迎試圖以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和癥狀驅(qū)動(dòng)的方式來分解神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)發(fā)育疾病的異質(zhì)性的新方法，調(diào)查越來越大樣本的發(fā)育中的新生兒和兒童（美國國立衛(wèi)生研究院NIH的嬰兒連接組項(xiàng)目，UNC的早期大腦發(fā)育研究，IBIS，自閉癥表型組項(xiàng)目，早產(chǎn)兒大腦成像的ePrime研究）正在提供大量的特征明確的健康兒童群體。未來幾年對(duì)這些兒童的隨訪可能會(huì)提供足夠的樣本量，使我們能夠通過跟蹤疾病發(fā)展的自然史開始劃分粗略的診斷類別。雖然按照神經(jīng)影像學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，部分研究的樣本量非常大，但與遺傳學(xué)中看到的樣本相比，它們還是很小。因此，這些資源通過國家自閉癥研究數(shù)據(jù)庫（NDAR https://ndar. nih.gov/）等計(jì)劃的自動(dòng)回顧性和前瞻性數(shù)據(jù)共享得到了加強(qiáng)。發(fā)展中的人類連接組項(xiàng)目（dHCP http://www.developingconnectome.org/）和嬰兒連接組項(xiàng)目（BCP http://babyconnectomeproject.org/）也將前瞻性地分享數(shù)據(jù)。
在影像遺傳學(xué)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)也可能產(chǎn)生巨大的積極影響；人口遺傳變異性和影像表型之間的關(guān)聯(lián)。這兩種數(shù)據(jù)類型的大規(guī)模多變量性質(zhì)意味著，大的樣本量是至關(guān)重要的。之前的工作已經(jīng)成功地集中在與成人精神疾病相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基因子集上，以研究它們對(duì)早期大腦發(fā)育的影響。然而，這種方法僅限于對(duì)疾病發(fā)病機(jī)制和遺傳效應(yīng)有強(qiáng)烈的先驗(yàn)假設(shè)或者有大樣本量的情況。與成人研究的趨勢一樣，對(duì)嬰兒的研究開始在研究設(shè)計(jì)中明確利用復(fù)雜疾病的多基因性質(zhì)。以多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分為例，疾病的遺傳易感性被認(rèn)為是許多變異的微弱貢獻(xiàn)的累積影響，然后這些累積的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分被用作大腦結(jié)構(gòu)的連續(xù)預(yù)測指標(biāo)。使用這種方法的探索性分析剛剛開始出現(xiàn)，例如調(diào)查從獨(dú)立人群研究中得出的重度抑郁癥的多基因風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)如何與環(huán)境因素（在這種情況下是母親的抑郁癥）相互作用，影響嬰兒的大腦。
從觀察到解釋行為：從固有的混雜數(shù)據(jù)中預(yù)測結(jié)果變量
這并不容易。在發(fā)育的大腦中檢測成像與行為之間的聯(lián)系尤其困難。正常情況下大腦結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)育效應(yīng)變化要比個(gè)體差異大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。盡管在調(diào)查疾病時(shí)，兩組成年人之間平均一年或更長時(shí)間的差異不太可能對(duì)檢測靈敏度產(chǎn)生大的影響，但在新生兒和整個(gè)生命的最初幾年，平均一個(gè)月的差別可能會(huì)掩蓋或混淆任何感興趣的真實(shí)效果。盡管慢性肺病和缺氧缺血性腦病等主要發(fā)育病癥已被證明會(huì)對(duì)白質(zhì)產(chǎn)生大幅度的影響（5%-15%的變化），但神經(jīng)發(fā)育紊亂和早產(chǎn)兒的細(xì)微異常，顧名思義，不會(huì)如此明顯。在不研究疾病或病理的研究中，如果對(duì)認(rèn)知能力或發(fā)育功能的個(gè)體差異感興趣，并且同樣不期望有大的效應(yīng)量，那么對(duì)非常大的樣本量的需求就變得更加明顯了。
機(jī)器學(xué)習(xí)作為一種解決方案？
多變量的 "模式分類 "方法可以為這個(gè)問題提供部分解決方案。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的體素單變量分析，多變量模式有更大的效應(yīng)量。缺點(diǎn)（或優(yōu)點(diǎn)，取決于你的觀點(diǎn)）是，諸如模式分類的方法對(duì)提供診斷或預(yù)測模式的機(jī)制不感興趣；提供的生物標(biāo)志物或模式不需要在生物學(xué)上可解釋。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)變得更加高度非線性，人類對(duì)判別模式的解釋變得非常困難。
相對(duì)于通常在現(xiàn)有的整個(gè)人群中訓(xùn)練和驗(yàn)證的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)，機(jī)器學(xué)習(xí)一般是通過在現(xiàn)有數(shù)據(jù)的子樣本中訓(xùn)練一個(gè)模型來實(shí)現(xiàn)的，該模型將輸入數(shù)據(jù)（如神經(jīng)影像特征）和輸出值（如神經(jīng)發(fā)育特征）聯(lián)系起來。然后，該模型的有效性和質(zhì)量在以前未見過的數(shù)據(jù)集中進(jìn)行測試，實(shí)現(xiàn)真正的預(yù)測，而不是相關(guān)，后者是描述經(jīng)典統(tǒng)計(jì)擬合的更合適的術(shù)語。在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，有許多方法可以選擇相關(guān)的輸入特征并找到有用的模型，盡管第一種方法是利用以前的數(shù)據(jù)知識(shí)來選擇相關(guān)的輸入特征和模型（例如，錐體束的改變可能與后來的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)有關(guān)）。不需要知識(shí)先驗(yàn)的算法正變得非常流行，對(duì)探索新的假設(shè)有明顯的價(jià)值，有助于闡明可能不明顯的聯(lián)系。缺點(diǎn)是，這可能要以忽視以前的已知機(jī)制為代價(jià)，導(dǎo)致生物學(xué)上不可靠的結(jié)論。
所以，同樣的，研究設(shè)計(jì)和樣本選擇在發(fā)育研究中更加重要。對(duì)于二元分類問題（例如，一個(gè)人的結(jié)果是好是壞），即使是一個(gè)星期的混雜性差異，在兩個(gè)被分類的組別或治療方法之間，也會(huì)影響分類的準(zhǔn)確性。將機(jī)器學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于新生兒數(shù)據(jù)仍然是比較新穎的。它已被用來更好地理解與出生時(shí)早產(chǎn)有關(guān)的改變，顯示足月兒和早產(chǎn)兒可以根據(jù)他們的功能連接模式進(jìn)行分類（見圖2D）。Wee等人探討了使用新生兒大腦網(wǎng)絡(luò)的圖論聚類系數(shù)來對(duì)健康嬰兒在2歲和4歲時(shí)的情緒和行為得分較低或較高進(jìn)行分組。他們還使用了機(jī)器學(xué)習(xí)的方法來尋找對(duì)這兩組之間的分類貢獻(xiàn)更大的區(qū)域。Kawahara等人專門將卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架適應(yīng)于結(jié)構(gòu)性大腦網(wǎng)絡(luò)，并證明有能力根據(jù)出生時(shí)的結(jié)構(gòu)性大腦網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測2歲時(shí)的神經(jīng)發(fā)育分?jǐn)?shù)。雖然顯示了相對(duì)適度的預(yù)測能力（相關(guān)度高達(dá)0.3），但預(yù)測連續(xù)變量而不是二分法指數(shù)的方法顯示了巨大的潛力。重要的是，除了圖像生物標(biāo)志物的潛在發(fā)展外，機(jī)器學(xué)習(xí)方法可用于尋找有助于以后神經(jīng)發(fā)育的相關(guān)大腦連接。通過這種方式，它可能為與大腦發(fā)育相關(guān)的機(jī)制提供新的理解，并為響應(yīng)治療的改善提供潛在的標(biāo)志物。
面向未來
數(shù)學(xué)抽象的力量
提高機(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)測能力和可解釋性的關(guān)鍵是使用適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)影像特征，這些特征能夠描述支撐非典型神經(jīng)發(fā)育的大腦連接的微妙變化。網(wǎng)絡(luò)科學(xué)是獲得這些特征的一個(gè)很有前途的框架，也是現(xiàn)代計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的研究重點(diǎn)。近年來，在從大腦網(wǎng)絡(luò)中提取信息的方式上取得了一些進(jìn)展。一種方法是使用生成模型，即用數(shù)學(xué)規(guī)則定義如何根據(jù)一組參數(shù)生成一個(gè)現(xiàn)實(shí)的大腦網(wǎng)絡(luò)。這些參數(shù)和數(shù)學(xué)規(guī)則是模擬大腦結(jié)構(gòu)和潛在發(fā)展的抽象規(guī)律。例如，Betzel等人詳盡地研究了大腦網(wǎng)絡(luò)的生成模型，顯示了考慮以下腦區(qū)之間距離的幾何約束的重要性。這顯然是在早期發(fā)展中依賴于年齡的。在早期發(fā)育中，腦區(qū)的物理位置不是隨機(jī)的，而是遺傳編程和發(fā)育雕刻的緩慢過程的結(jié)果，即使在構(gòu)建抽象模型時(shí)，也需要考慮這一信息，因?yàn)椴贿m當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)定義已被證明會(huì)大大扭曲網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。重要的是，適當(dāng)?shù)纳赡Ｐ陀锌赡苊舾械孛枋稣：彤惓５拇竽X連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的機(jī)制，在試圖理解人類連接的出現(xiàn)時(shí)可能特別相關(guān)。圖論的另一個(gè)有趣的發(fā)展是使用描述信息傳播動(dòng)態(tài)的指標(biāo)，建模為以合作和競爭的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，這可以成為理解認(rèn)知狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的有力方法。此外，可控性理論的使用使人們了解到外源性輸入是如何影響大腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的信息傳播的。這些系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)方法涉及高水平的數(shù)學(xué)抽象。然而，如果應(yīng)用得當(dāng)，具有復(fù)雜系統(tǒng)的大腦網(wǎng)絡(luò)模型的特征可能有非常實(shí)際的應(yīng)用，以檢測導(dǎo)致行為和認(rèn)知改變的微妙的大腦變化。這種方法在圍產(chǎn)期神經(jīng)影像學(xué)中的應(yīng)用很少，但用描述信息傳播等的模型調(diào)查改變的神經(jīng)發(fā)育的初步研究顯示出很大的前景，其在神經(jīng)發(fā)育中的廣泛應(yīng)用是有必要的。
結(jié)構(gòu)-功能的交界處：用生物物理學(xué)為MRI提供信息
從電生理學(xué)甚至粒子物理學(xué)等領(lǐng)域積累的結(jié)構(gòu)-功能耦合模型，也有可能真實(shí)地描述大腦中的宏觀互動(dòng)。這種方法可能會(huì)在不久的將來改變神經(jīng)影像數(shù)據(jù)的分析方式，提供宏觀結(jié)構(gòu)連接的虛擬化，對(duì)研究大腦發(fā)育和導(dǎo)致非典型行為和認(rèn)知的微妙改變很有幫助。這種大腦的虛擬化是通過使用自發(fā)的局部神經(jīng)元活動(dòng)的模型來描述結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。然而，宏觀的神經(jīng)活動(dòng)只對(duì)單個(gè)神經(jīng)元的行為有微弱的依賴性，所以可以通過中觀的自上而下的近似來描述大腦的復(fù)雜性，使用平均場模型極大地簡化了這種模型的計(jì)算負(fù)荷。這是目前一個(gè)非?；钴S的研究領(lǐng)域，希望這類方法能對(duì)大腦功能結(jié)構(gòu)提供基本的新見解。這些方法允許描述大腦的硅基連接表征，提供生物學(xué)上的信息，補(bǔ)充目前的結(jié)構(gòu)和功能連接技術(shù)。它們在理解與精神和行為障礙相關(guān)的大腦動(dòng)態(tài)變化方面顯示出巨大的潛力，不僅提供了加強(qiáng)我們對(duì)健康嬰兒大腦連接的新興組織的理解的可能性，而且還闡明了與神經(jīng)發(fā)育障礙相關(guān)的大腦連接的變化。
將這些模型應(yīng)用于發(fā)育中的大腦是具有挑戰(zhàn)性的；目前還不清楚類似于成人靜息態(tài)fMRI動(dòng)態(tài)功能連接的狀態(tài)是否足以解釋無髓鞘新生兒大腦的功能和結(jié)構(gòu)特征，以及其特征和快速可塑性。事實(shí)上，結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系幾乎肯定會(huì)隨著發(fā)育而改變，這就需要增加一個(gè)時(shí)間維度來測試所開發(fā)模型的通用性。目前還不清楚新生兒大腦中GABA的興奮性在多大程度上影響所使用的模型。盡管如此，我們期望更廣泛地應(yīng)用計(jì)算模型來描述早期大腦發(fā)育的特點(diǎn)，這對(duì)提高我們從神經(jīng)影像學(xué)中對(duì)典型和非典型認(rèn)知和行為發(fā)育的理解至關(guān)重要，從結(jié)構(gòu)到功能的關(guān)聯(lián)中提供缺失的解釋效力。
結(jié)論
目前新生兒神經(jīng)影像學(xué)研究的擴(kuò)展反映了人們越來越認(rèn)識(shí)到許多神經(jīng)和精神疾病可以更好地描述為具有圍產(chǎn)期起源的大腦發(fā)育紊亂。盡管分析這一具有挑戰(zhàn)性的人群的非常不同的MRI特征的技術(shù)仍在開發(fā)中，但技術(shù)發(fā)展已經(jīng)很明顯，體現(xiàn)了該領(lǐng)域從探索性研究到應(yīng)用研究的轉(zhuǎn)變。對(duì)大腦的典型結(jié)構(gòu)和功能發(fā)展的群體研究已經(jīng)引發(fā)了對(duì)遺傳和環(huán)境對(duì)這種發(fā)展的個(gè)體差異的影響的調(diào)查。將其應(yīng)用于非典型神經(jīng)發(fā)育，大腦連接組學(xué)的指標(biāo)提供了對(duì)后來復(fù)雜疾病（如自閉癥）發(fā)展的預(yù)測價(jià)值，并開始對(duì)兒童期的行為和認(rèn)知結(jié)果提供個(gè)性化的預(yù)測。
在這種應(yīng)用研究中，提高解釋效力是至關(guān)重要的。迄今為止，從新生兒神經(jīng)影像數(shù)據(jù)中得到的分類器和生物標(biāo)志物都很簡單，很少涉及一個(gè)以上的神經(jīng)發(fā)育結(jié)果，而且其特異性低，會(huì)誤診健康兒童。例如，在家族有自閉癥病史的情況下，CSF增加可能是發(fā)育不良的一個(gè)很好的生物標(biāo)志，但目前還不清楚這是否會(huì)延伸到有自閉癥但沒有家族風(fēng)險(xiǎn)的兒童，或者是否會(huì)排除其他發(fā)育障礙。典型的大腦發(fā)育和神經(jīng)發(fā)育障礙的巨大異質(zhì)性表明，未來對(duì)結(jié)果變量的神經(jīng)影像標(biāo)志物的調(diào)查將變得更加復(fù)雜，而不是更少。對(duì)復(fù)雜模型的要求將需要與臨床標(biāo)志物的可解釋性和生物學(xué)基礎(chǔ)的要求相平衡。
該領(lǐng)域內(nèi)外的進(jìn)展速度表明了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的潛能。神經(jīng)成像技術(shù)的技術(shù)和實(shí)踐的進(jìn)步導(dǎo)致了新生兒大腦的高通量、高質(zhì)量和公開可用的數(shù)據(jù)集。圍產(chǎn)期神經(jīng)影像學(xué)日益成為一個(gè)成熟的領(lǐng)域，其圖像質(zhì)量和樣本量可與成人相比。這為首次應(yīng)用直到最近還無法想象的先進(jìn)技術(shù)和模型提供了機(jī)會(huì)。有很大的希望，通過使用這些技術(shù)和分析工具，我們可以闡明支持個(gè)人認(rèn)知和行為發(fā)展的關(guān)鍵神經(jīng)發(fā)育過程，并對(duì)導(dǎo)致其功能障礙的微妙的大腦改變更加敏感。
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