让大脑的成长有迹可循

杨宁 左西年

世界卫生组织（WHO）关于健康的定义是：身体、精神和社会的全面幸福状态，而不仅仅是不存在疾病或虚弱足矣。未成年人身心的健康成长发育，更是人类健康的基础。

“WHO儿童生长标准”珠玉在前

1977年和2007年，WHO先后发表两版“儿童生长标准”，就全世界每一个儿童应怎样生长提供证据和指导。纵观两版标准的发展变化，样本来源由依托单一地区发展为全球多站点，且由关注身体生长扩展到身体生长、营养状况和运动发育多角度，从而帮助我们了解什么时候儿童的营养和卫生保健需求未得到满足，有助于在早期发现和处理营养不良、体重超重和肥胖以及其他与生长有关的状况。

儿童生长标准率先向全世界所有儿童提供最佳卫生保健和营养的一个重要的新工具。并且在该工具的辅助下，清晰地反映出群体趋势的变化，为提出改善及预防措施和政策提供依据。以超重和肥胖为例。2016年，超过3.4亿名5—19岁儿童和青少年超重或肥胖。5—19岁儿童和青少年的超重和肥胖流行率从1975年的仅4%大幅上升到2016年的18%以上。男孩和女孩中的上升情况类似：在2016年，有18%的女孩和19%的男孩超重。1975年时只有不足1%的5—19岁儿童和青少年出现肥胖，但在2016年超过1.24亿名儿童和青少年（6%为女孩和8%为男孩）存在肥胖情况。为此，WHO在2004年世界卫生大会通过《世卫组织饮食、身体活动与健康全球战略》;2016年4月1日，联合国大会宣布2016—2025年为“联合国营养问题行动十年”;2018年发布《世卫组织2018—2030年促进身体活动全球行动计划：加强身体活动，造就健康世界》;2019年发布《5岁以下儿童的身体活动，久坐不动行为和睡眠指南》。

与身体健康同等重要的精神健康，同样因为心理、神经和精神障碍在人群中的加速流行，成为个人、家庭、社会的沉重负担。2009年，美国国立精神卫生研究所提出精神疾病是“脑疾病”的理念，并相应提出基于脑的精神疾病研究策略。未成年人处于神经发育旺盛期，也是神经精神疾病重要的起病期。流行病学证据表示，精神障碍类疾病患者中50%首次起病在14岁前，67%在21岁前。已有研究证实：心理、神经和精神疾病易感性出现的时间窗口是可以识别的：幼儿易感时期常出现破坏行为、表现出冲动和焦虑，而青春期则是情绪发作、精神疾病、药物滥用等易出现的阶段。然而，心理、神经和精神疾病在医学上仍然缺乏“儿童生长标准”这样客观或生物学测试工具来进行大脑发育状况的监测，只能依靠临床症状表现进行诊断，对神经精神类疾病处于长期被动应对状态。幸运的是，随着磁共振成像的最新进展，现在可以全面研究大脑结构和功能的发展特点，点燃了将脑成像应用于神经精神疾病的临床应用中的希望。

脑发育轨线初探

科学家从神经发育角度总结异常脑发育的模型，包括早熟、晚熟、停滞、未发育成熟和异位（图1）。一旦对该模型的坐标实现量化，即可检测发现对患病风险或发病具有提示意义的发育障碍;确定干预的敏感期;确定可修改的干预目标;监测环境暴露和干预对发育的影响;检测当前诊断分类的异质性，以使诊断结果具有更坚实的神经生物学基础。

这个量化过程即基于普通发育儿童脑发育绘制“脑生长标准”，以及对特定神经精神疾病刻画其异常发育特点。想要绘制“脑生长标准”必须具备：可靠的测量指标;稳定的测量工具;足够数量具有代表性的样本;高精度的算法模型。显然，功能磁共振成像技术已成为脑结构形态和功能测量的有力工具。在目前的技术程度下，脑形态指标的可靠性已经可以达到临床应用水平。这也大大降低了对样本量的需求。研究者分别使用大样本量横断数据、小样本量纵向数据、大样本量混合加速队列数据，在6—20岁儿童青少年的脑容量、灰白质体积、脑脊液等指标上发现一致规律。这也与WHO绘制儿童生长标准的经验相符，即“儿童之间虽然存在个体差异，但是在区域和全球大规模人群之间，平均生长显著相似”。

中国儿童脑模板

参照“WHO儿童生长标准”的发展历程，“儿童脑生长标准”只是刚刚迈出万里长征第一步。如前所述，我们在有限的研究中发现，中美儿童脑发育轨线呈现出相同的形状。然而，再进一步，当我们使用已获得的中国儿童青少年脑影像数据，与在美国同步开展的国际合作项目获得的美国儿童青少年数据，分别制作出中美学龄儿童青少年基于年龄的脑模板和生长发育曲线时，一些有趣的结果浮出水面。

首先，在中美样本分别制作出的基于年齡的脑模板中，脑灰白质、脑脊液指标的总体发育轨线趋势是类似的。然而局部年龄和变化速率还是能够看出明显差异。在明确这些差异的来源之前，对中美样本采用各自且年龄相近脑模板进行处理，可能是最大程度降低配准误差的必要手段。下面这个尝试就充分体现这一点的重要性。

这一次（图2），我们使用新制作的脑模板，按照功能区分出不同的区域，再计算每个功能区域的体积生长曲线。在初级功能的视觉网络，中美样本的曲线完全平行;而在高级功能的默认网络、控制网络等，则表现出很大差异。有趣的是，如果对中美样本采用单独一方脑模板配准，这一差异就立即消失，有样学样地变成和对方一样的曲线形状。

已有的研究告诉我们，大脑的生长不仅是有迹可循的，而且会因某些因素造成区域间差异。而具体是哪些影响因素？是否能够通过一些手段消除影响？现在尚未可知。WHO两版“儿童生长标准”的诞生历程也已经为我们指出了前行方向——国际多区域站点、统一一致的采集策略和条件、纵向追踪样本。这些也是我国科学家们已经和正在致力发展的，并且需要众多适龄儿童、学校和家庭的关注和参与。能够奔跑在该领域的国际前沿，是科学家们的骄傲，更是中国儿童健康乃至中国社会发展的福祉。

少年强则国强。这需要科技、教育、社会、千家万户共同携手，让脑生长标准早一天服务于儿童健康监测，造福人类。