大腦網(wǎng)絡架構(gòu)如何支持人類在整個生命周期中的行為是系統(tǒng)神經(jīng)科學的一個核心問題。童年時期是認知、人格和心理健康方面快速神經(jīng)發(fā)育和行為變化的時期。因此，科學家對理解在生命早期實例化的大腦行為關(guān)系的本質(zhì)特別感興趣。最近的研究表明，靜止狀態(tài)和任務狀態(tài)功能連接可以在個體水平上預測特定特征，包括認知表現(xiàn)、沖動性評分和自閉癥癥狀。然而，大多數(shù)研究都集中在單一的行為特征上，因此沒有捕捉到更廣泛的行為關(guān)系。近日，來自新加坡國立大學的研究學者在Nat Commun上發(fā)表了一篇題為“Shared and unique brain network features predict cognitive, personality, and mental health scores in the ABCD study”的學術(shù)論文，揭示了共同的大腦網(wǎng)絡特征，解釋了兒童時期廣泛行為領(lǐng)域的個體差異。

在本研究中，研究人員利用了青少年大腦認知發(fā)展（ABCD）研究，一個典型的9至10歲兒童的大規(guī)模數(shù)據(jù)集，其中包含大量兒童樣本和各種行為測量。他們使用靜止狀態(tài)下的功能連接（靜息FC）和任務狀態(tài)下的功能連接（任務FC）來預測廣泛的認知、沖動相關(guān)人格和心理健康措施。他們還研究了將靜息FC和任務FC相結(jié)合是否可以改善行為預測。最重要的是，他們探索了在行為領(lǐng)域內(nèi)和跨行為領(lǐng)域以及跨大腦（靜止和任務）狀態(tài)下存在的共同和獨特的預測網(wǎng)絡特征。

結(jié)果顯示，表明預測網(wǎng)絡特征在認知表現(xiàn)、人格評分和心理健康評估領(lǐng)域是不同的。任務FC在預測認知方面優(yōu)于靜息FC，但不能預測人格或心理健康。將任務FC和靜息FC相結(jié)合可改善預測能力，尤其是在預測認知表現(xiàn)上。預測性大腦網(wǎng)絡特征在行為域內(nèi)聚集在一起。預測性網(wǎng)絡特征在行為領(lǐng)域（認知、個性和心理健康）內(nèi)比跨行為領(lǐng)域更相似。此外，預測性網(wǎng)絡特征在不同的大腦狀態(tài)下是相似的。另一方面，每個行為域中的特征都是由類似的網(wǎng)絡特征預測的。預測網(wǎng)絡特征和模型可推廣到同一行為域內(nèi)的其他行為度量。雖然已知任務可以調(diào)節(jié)功能連接組，但靜止狀態(tài)和任務狀態(tài)之間的預測網(wǎng)絡特征是相似的。獨特的大腦網(wǎng)絡特征支持對認知、人格和心理健康的預測。

圖 支持個體水平的認知、人格和心理健康預測的大腦網(wǎng)絡特征

總體而言，該研究揭示了共同的大腦網(wǎng)絡特征，這些特征解釋了兒童時期廣泛行為領(lǐng)域的個體差異。該研究結(jié)果提供了默認和注意網(wǎng)絡在預測兒童沖動性方面的重要性的證據(jù)。

參考文獻：Chen, J., Tam, A., Kebets, V. et al. Shared and unique brain network features predict cognitive, personality, and mental health scores in the ABCD study. Nat Commun 13, 2217 (2022). https:///10.1038/s41467-022-29766-8