从出生到6个月：解读多路多尺度脑网络连接性

婴儿大脑为何重要

生命的最初几个月是大脑惊人发育的时期。远在婴儿说出第一个词或迈出第一步之前，他们的大脑已经在默默搭建支持思考、感受、运动和社交的系统。本研究提出了一个看似简单却意义深远的问题：与其成对观察脑区，不如检视三组网络如何在新生儿和幼婴中协同工作，会发生什么？答案表明，我们成人大脑组织的构件可能已在出生后前六个月内初具雏形。

超越简单连接的视角

大多数大脑研究绘制的是区域成对活动同步的图谱，有点像检查乐团中哪两件乐器倾向于同时演奏。但大脑是一个复杂的、非线性的系统，更像是一整个乐团而不是二重奏。只关注成对连接容易错过多个网络同时协作时产生的更丰富和声。这一点在婴幼儿时期尤为重要，因为此时大脑正迅速自我组织，早期的协调模式可能预示着随后学习、健康与行为的发展。

在睡眠中的婴儿扫描

为探索这一点，研究者从71名典型发育的婴儿收集了高质量脑成像数据，其中许多婴儿接受了多次扫描，共获得126次扫描，年龄范围为4至179天。所有扫描均在婴儿自然睡眠状态下进行，MRI记录大脑中血流的缓慢自发波动。借助先进分析方法，团队识别出105个不同的脑网络，涵盖视觉、运动、情感、语言和高级认知等功能。这些网络被归入若干宽泛领域，例如视觉、感觉运动、边缘系统（情感）、语言与高级认知控制。

网络的成对关系与三元关系

研究团队比较了描述这些网络如何相互作用的两种方式。首先是传统的成对测量，询问一个网络的活动与另一个网络之间有多强的关联。其次，他们计算了“三元”相互作用，捕捉三个网络如何共同共享信息。从技术上讲，这种三元度量可以探测在只看成对关系时不会显现的复杂非线性关联。当科学家检视这些相互作用模式随年龄的变化时发现，三元相互作用提供的信息量显著更多：成对测量只发现略多于一千个与年龄相关的连接，而三元相互作用揭示了超过8万组随出生后六个月内协调性系统性变化的网络三元组。

成人型大脑的早期迹象

这些三元相互作用并非随机。许多涉及的网络在成人研究中早已被识别，例如默认模式网络（与内向思维相关）、显著性网络（帮助检测重要事件）以及中央执行网络（支持注意与问题解决）。这三者共同构成了广为人知的“三级网络”模型，被认为位于许多心理过程与疾患的核心。令人注目的是，婴儿的三元模式已与这种成人配置相似，暗示核心脑网络如何协作的基本框架在出生数月内就已出现。研究者还显示，三元相互作用突出了语言和显著性相关系统，而成对方法未能发现这些系统，表明更细微的、非线性的协调已在这些高级功能中出现。

对早期发展的意义

简单来说，这项研究表明婴儿大脑不是孤立区域或简单成对连接的集合。相反，从出生到六个月，三组或更多网络已开始形成随年龄生长与重组的协调模式。通过考虑这些更丰富的模式，科学家可以更全面地了解婴儿大脑如何奠定日后思维、情感与学习的基础。未来，这类高阶度量或许比传统成对方法更早、更可靠地检测到非典型的发展轨迹，从而为有风险的儿童提供更早的干预机会。

引用: Li, Q., Fu, Z., Walum, H. et al. Deciphering multiway multiscale brain network connectivity from birth to 6 months. Commun Biol 9, 271 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09549-3

关键词: 婴儿大脑发育, 功能连接性, 脑网络, 静息态功能性磁共振（fMRI）, 高阶相互作用