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第一个人类胎儿大脑发育数字图谱出版

时间:2023-11-01 06:45来源:Medicalxpress 作者:泉水 点击: 104次

 

牛津 大学

第一个人类胎儿大脑发育数字图谱出版
来自美国的规范胎儿大脑图谱,其 2 岁以下生长和神经发育令人满意。a,图集构建的图像处理步骤摘要。使用 US 探头收集胎儿头部的 3D 图像,经过一系列图像处理步骤(包括大脑提取、半球分离和大脑对齐),使用分组配准构建每个每周图谱模板。b,3D + 时间图集模板,描绘了甚至妊娠周的胎儿大脑的轴向(顶部)、冠状(中)和矢状(底部)视图。c,妊娠 18 (A) 和 24 (B) 周时胎儿大脑的轴位图。d,Kymograph 显示两个位置脑幔层状组织的出现和厚度变化(即两个妊娠时间点由水平线 A 和 B 标记)。c 中的水平线对应于 kymograph 的两个横截面位置:红色位于丘脑和中央后回水平;ChP 水平呈蓝色。IC、内囊;Th。丘脑; 铂。壳核;CB,小脑;SP,底板;IZ,中间区和 VZ,心室区(或生发基质)。图片来源:《自然》(2023)。DOI:10.1038/s41586-023-06630-3

由牛津大学领导的由世界各地 200 多名研究人员组成的团队,涉及多个健康和科学机构,出版了第一本数字图谱,显示了胎儿大脑每个半球在 14 至 31 周期间正常成熟的动态。妊娠期——人类发育的关键时期。这篇文章的标题是“规范时空胎儿大脑成熟,2岁时发育令人满意”,发表在《自然》杂志上

这项研究的独特之处在于,这是首次使用标准化方法和设备收集的国际 3D US 扫描数据集,并使用先进的人工智能(AI) 和图像处理工具进行分析,以构建显示胎儿大脑成熟情况的地图随着怀孕的进展。

展示不同人群的胎儿大脑生长和发育的非常相似的模式代表了神经科学领域的重要科学进步。结果与之前报道的来自同一 INTERGROWTH-21st 人群的胎儿骨骼生长、新生儿体型和婴儿神经认知发育的结果完全一致。研究结果还强调了一个至关重要的公共卫生信息:必须满足母亲的健康、教育、营养和环境需求,以确保孩子的身体和大脑健康发育。

这些发现增强了 INTERGROWTH-21st 项目的全球影响力,该项目此前制定了胎儿生长、新生儿体型和早产儿产后生长的国际标准,目前已被世界各地广泛采用用于临床和研究目的。

第一作者 Ana Namburete 教授的研究小组开发了机器学习方法,她说:“利用人工智能,我们增强了 3D US 图像中大脑结构的可视性,并生成了怀孕期间每周大脑的平均描述。独特的是,我们的图谱早在妊娠 14 周时就捕捉到了大脑的生长模式,填补了我们对胎儿早期大脑成熟的理解中 6 周的知识空白。

“我们还发现大脑成熟过程中存在显着的不对称性:例如,与语言发育相关的区域在妊娠 20-26 周时达到顶峰,此后持续存在,男女之间没有任何差异。”

共同领导这项研究的 INTERGROWTH-21st 项目联合首席研究员斯蒂芬·肯尼迪教授表示:“这本图谱将帮助科学家回答有关儿童时期认知功能的胎儿起源的复杂生物学问题,例如语言是如何习得的。当超声检查显示大脑发育异常时,将图谱与即将发布的描述胎儿大脑互补生长的国际标准结合起来,将成为专业转诊中心的宝贵临床工具。”

共同领导这项研究的 INTERGROWTH-21st 项目联合首席研究员 José Villar 教授表示:“这是对早期人类生长和发育进行系统研究的最新一步,证实了使用最先进的研究方法应用于大量胎儿脑部扫描显示,在满足健康、教育、营养和环境需求时,世界各地人类生长发育的相似性:当条件足够时,人类在所有领域都非常相似,包括他们的大脑。”

胎儿大脑图谱可以在网上免费找到。


(责任编辑:泉水)
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