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每次遇到一个特别聪明的人,我们总难免心生艳羡,非常想看看Ta们的大脑都是怎么长的。
明明大家都是一个脑袋,为什么有些人理解力就是好,学什么都能举一反三,遇到复杂的问题也总能很快理出头绪?难不成是这些「聪明人」的大脑藏着比普通人更多、更密集的神经连接?
可谁能想到,这些聪明的大脑未必「塞得满满当当」,反而可能是「空空如也」的状态。
来自复旦大学、浙江大学、剑桥大学等机构的研究团队发表于Nature Communications的一项研究,就专门追踪了青少年大脑发育的变化。
他们发现,随着年龄增长,大脑左右两个半球之间的不对称程度越来越明显,而且这种变化与晶体智力水平显著相关。同时,青春期的大脑还在进行一场持续的「断舍离」。一些神经连接逐渐减少,大脑皮层的厚度和面积也出现了显著的下降趋势。
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DOI:10.1038/s41467‑025‑59110‑9
这项研究基于美国青少年大脑认知发展(ABCD)项目的数据,纳入了11270名10-14岁的青少年。研究团队在基线(10岁)、2年后(12岁)和4年后(14岁)共三个时间点进行追踪。
结果显示,从10岁-14岁这四年间,青少年大脑左右半球的生长并非齐头并进,反而呈现出一种明显的不对称趋势。并且,这种不对称模式和晶体智力(即我们通过学习和经验积累下来的知识技能)显著相关。以海马旁回举例来说,这个区域的皮层厚度如果更偏向左侧,晶体智力水平反而更高。
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10‑14岁青少年,大脑不对称发育的特征
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脑不对称指数与晶体智力的关联
为什么聪明人的大脑反而在某些区域更不对称?
研究者指出,其中的关键可能在「突触修剪」上。通俗点说,大脑好比是一座花园。孩童时期,神经元之间的连接有如野草一般疯狂蔓延;但到了青春期,大脑开始主动「修剪」那些用不上的连接,来一场轰轰烈烈的「断舍离」,只保留最常用的高效路径。
同时,10-14岁这个阶段,大脑皮层厚度和表面积整体也在下降,这也再次印证了大脑正在进行一场「精装修」,剪掉冗余的神经连接,让剩下的路径跑得更快、更准。
除了突触修剪,研究者还发现「胼胝体」也会调控大脑发育的不对称性。「胼胝体」相当于连接左右半球的「桥」,由白质纤维束构成,负责协调两侧大脑的信息交换。
研究者随后采用扩散张量成像技术(DTI)测量了其微结构的完整性。他们分析之后发现,10岁时胼胝体越完整的青少年,到了12岁,上额回等脑区的不对称性变化就越明显。反过来,大脑不对称性对胼胝体的影响却微乎其微。
这也意味着,胼胝体这座「桥」越结实,左右脑之间的信息交换就越顺畅,进而影响了两侧大脑的修剪节奏,让不对称性朝着特定方向逐步发展。
不过话又说回来,外在环境也在暗中使劲。如果大脑在恶劣条件下成长,它可能会选择「加速发育」来求生存,比如让胼胝体过早成熟、修剪提前完成。这种策略其实代价不小。
相反,在众多环境因素中,围产期健康是唯一与大脑不对称发育显著相关的因素。良好的围产期环境给了大脑「慢慢来」的底气,让胼胝体发育得更充分、修剪更从容,最终塑造出更有利于认知发展的不对称模式。
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围产期健康-因素‑胼胝体完整性‑脑不对称-智力的关联
总体而言,这项研究揭示了,那些我们认为「塞得满满当当」的聪明大脑,实际上更像一座精心修剪过的花园。进入青春期后,大脑逐渐清理了派不上用场的神经连接,于是皮层慢慢变薄,面积也跟着缩小,左右半球也形成了更高效的不对称分工。并且,大脑的这种不对称发育模式也和晶体智力水平息息相关。
注:上述研究中,胼胝体、脑不对称与突触修剪之间的分子机制只是统计推论,还需动物实验进行进一步验证。
参考资料:
[1]Wu X, Zhang K, Kuang N, et al. Developing brain asymmetry shapes cognitive and psychiatric outcomes in adolescence[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 4480.
来源 | 梅斯学术
撰文 | JY
编辑 | 目兮
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