劍橋大學的研究人員對 3,800 多人（從新生兒到 90 多歲的老人）的 MRI 掃描進行了全面分析。該研究確定了大腦連接組織的四個中間點，分別發生在 9 歲、32 歲、66 歲和 83 歲，這將生命分為五個不同的神經連接階段。
這些轉變表明大腦並不是線性發育的，而是在特定時刻經歷重大重組。最明顯的變化發生在 32 歲左右，此時大腦結構離開青春期典型的重組模式，進入成人更穩定的階段。該研究結果發表在《自然通訊》雜誌上，提供了整個生命週期可塑性和脆弱性窗口的人口地圖。
這項工作使用了多個國際神經影像項目的數據，應用圖論指標來評估大腦網絡的整合和分離。儘管該研究是橫斷面的並且存在一些局限性，並且作為大多數高收入國家的樣本，但該研究強調了有助於理解神經發育的中間模式。
大腦發育的早期階段
第一階段從出生到大約9歲，這個階段的特點是大腦連接的急劇增長。在這個階段，大腦會創建許多連接，並開始有選擇地去除那些較少使用的連接，同時伴隨著語言和運動協調等基本技能的出現。
九歲時，第一個重要的轉折點出現，結束了這一第三階段的建設。這種轉變為以能力為中心的重組鋪平了道路，以適應童年晚期認知的進步。
在這個早期階段，白質體積迅速增加，反映了底層網絡的整合。突觸修剪確保剩餘的連接更具功能性，支持早期典型的快速學習。
9至32歲的神經青春期較長
從 9 歲到 32 歲，大腦進入一個長期的持續完善階段，其特點是遠處區域之間的整合程度增強。溝通變得更加高效，縮短了功能距離，加快了信息處理速度，有利於認知、情感和行為適應。
這一時期對應著高可塑性，因為神經網絡改善了全球通信。神經能力在 32 歲左右達到頂峰，這是研究中發現的最強轉折點。
- 大腦區域之間的短路徑效率逐漸提高
- 改進特定網絡和全球網絡之間的集成
- 與復雜認知任務的更高表現相關
- 接觸精神衛生緊急情況的機會增加
32 歲的轉折點代表著向更加連貫的模式的轉變，結束了青春期典型的結構變化。這種超出傳統青春期的延長令人驚訝，但與執行功能長期成熟的觀察結果一致。
32歲至66歲之間定居的成年人
32 歲至 66 歲之間，大腦會經歷最長、最穩定的階段，與之前的階段相比，結構差異最小。網絡保持遙遠區域之間的持續集成，支持可預測的性能並與人格特質和智力的穩定性保持一致。
這個時代，地域分離逐漸加劇，沒有突然的挫折。該風格體現了成熟的架構，變化微妙，重點是保持累積的效率。
這種穩定性與判斷和標準化知識等基於經驗的技能的穩定時期相一致。由於沒有重大重組，因此可以在日常需求中實現統一的性能。
66 歲左右，出現了更柔和的轉變，開始了與生物衰老相關的調整。全球一體化程度已開始略有下降，地方選民的重視程度日益提高。
過早衰老的重組
從 66 歲開始，大腦開始進入緩慢重組階段，遠處區域之間的連接性下降。這一階段反映了老化、模塊化程度不斷提高以及對保留的本地網絡的依賴的逐漸影響。
變化包括整體效率略有下降，但基本功能沒有突然喪失。一些基於積累的知識的技能仍然很強大，而更加集成的流程可能會變得不太靈活。
66 歲這一轉折點標誌著骨骼衰老典型軌蹟的開始。大腦通過優先考慮有效迴路來進行適應，這解釋了在這個年齡段觀察到的認知表現的差異。
其他研究表明，體力活動和心血管健康等因素會影響這些網絡的維護。在認知能力下降風險增加的背景下了解這些窗口期會有所幫助。
晚衰老的最後階段
83 歲之後，最後一個明確的轉折點出現，長接觸路徑明顯下降。大腦變得更加依賴於保存良好的中央區域，導致專注於主要核的網絡更小。
現階段，全球連通性進一步下降，而某些地區在信息流通中扮演著重要角色。這種預期的重組有助於解釋為什麼一些工作崗位得以倖存，而另一些工作崗位的發展速度卻放緩了。
- 遠程通訊效率低
- 特定區域的子圖中心性增加
- 一生中標準化任務的相對維護
- 由於累積因素導致個體差異增加
儘管極端年齡的數據有限，但這個年齡凸顯了大腦的最終適應。這種模式反映了向更局部化過程的轉變，與觀察到的長壽變化一致。
研究方法和注意事項
研究人員協調了多個項目的彌散磁共振成像數據，使他們能夠估計白質束。匯總列線圖指標揭示了上述年齡的趨勢變化曲線，並通過標準化處理來減少偏差。
優勢包括廣泛的年齡覆蓋和多種措施的使用。然而，橫截面設計抑制了個體軌蹟的數據，並且極端年齡的樣本較小。
這些人口平均值並未具體說明每個人的確切年齡，並且會因遺傳和環境因素而有所不同。該圖譜可以作為未來神經發育和衰老研究的參考。
研究證實，大腦在不同年齡發育，會影響特定的弱點。了解這些動態有助於了解人生不同階段的技能和風險。
