研究人员已经确定了大脑结构中的五大转变，这些转变塑造了我们的学习、思考和衰老方式。这些转变凸显了漫长的成长时期以及贯穿一生的令人惊讶的重组时刻。

剑桥大学的神经科学家报告称，人脑在从早期发育到老年晚期的过程中，会经历五个“主要阶段”进行自我重塑。每个阶段都反映了大脑支持思考、学习和行为的不同方式，这些方式伴随着我们的成长、成熟，并最终导致与年龄相关的衰退。

剑桥大学医学研究委员会认知与脑科学研究中心的一个团队分析了3802名年龄从新生儿到90岁的个体的磁共振扩散扫描图像。这些扫描图像追踪了脑组织中水分子的运动，有助于研究人员绘制连接不同脑区的神经网络。

他们的研究成果发表在《自然通讯》杂志上，表明大脑结构的发展会经历五个主要阶段。四个关键的“转折点”将这些阶段分隔开来，标志着大脑发生重要重组的年龄阶段。

童年、青春期和通往成年的缓慢道路

第一个阶段从出生到大约九岁，九岁左右是一个重要的转折点，之后进入青春期。青春期持续时间比预期要长得多，平均持续到大约32岁。

三十岁出头时，大脑的神经连接开始向成人形态转变。这一时期持续时间最长，超过三十年。大约66岁时，大脑会出现第三个转折点，标志着“早期衰老”阶段的开始；而最终的“晚期衰老”阶段则出现在83岁左右。

“我们知道大脑的神经连接对我们的发育至关重要，但我们对大脑在一生中如何变化以及为什么变化缺乏全面的了解，”领导这项研究的盖茨剑桥学者亚历克莎·穆斯利博士说。“这项研究首次确定了人类一生中大脑神经连接的主要阶段。”

“这些时代为我们了解大脑在不同人生阶段的优势和劣势提供了重要的背景。这有助于我们理解为什么有些人的大脑在人生的关键时期发育不同，例如儿童时期的学习困难，或晚年的痴呆症。”

早期大脑发育：突触、巩固和快速变化

从婴儿期到儿童期，大脑的形成受到“网络巩固”的影响。婴儿会产生大量的突触，即神经元之间相互沟通的部位。随着时间的推移，只有最活跃的连接会被保留下来，其余的连接则会被消除。

在此期间，整个大脑遵循着一致的重塑模式。灰质和白质快速增长，使皮层厚度（外层灰质和内层白质之间的距离）达到最高点。大脑皮层的褶皱也趋于稳定，形成外表面可见的脊状突起。

九岁时，大脑会迎来第一个重大转折点。在这个年龄段，认知能力迅速发展，但患上某些精神健康问题的风险也随之增加。

青春期：效率提升和大脑网络组织更加完善

第二个时期，即青春期，以白质的持续增长为特征。随着这些通路扩张，神经通讯网络的组织结构也变得更加精细。磁共振扩散扫描显示组织中水分的运动更加有序，反映出更强、更协调的连接。

这一时期显著的特点是信号在单个脑区内部以及整个大脑中的传递效率显著提高。这些改进与认知能力的提升密切相关。

“正如你可能想象的那样，神经效率是由短路径良好连接的，而青春期是唯一一个这种效率不断提高的时期，”穆斯利说。

这些变化在三十岁出头达到顶峰，研究人员将其描述为整个生命周期中“最强烈的拓扑转折点”。

“与所有其他转折点相比，我们在32岁左右观察到大脑神经连接方向性变化最大、整体发展轨迹转变也最为显著，”穆斯利说。“青春期虽然是一个清晰的起点，但青春期的结束却很难用科学方法确定。仅从神经结构来看，我们发现类似青春期的大脑结构变化在30岁出头就结束了。”

成年期：稳定性和逐渐分化

大约32岁时，成年期开始。与人生早期阶段相比，这一阶段相对稳定，此后约30年内不会出现其他重大转折点。研究人员认为，这与其他研究中描述的“智力和人格平台期”相吻合。

他们还注意到，在此期间“分离”现象日益加剧，这意味着不同的脑区开始以更加独特和专门化的方式运作。

下一个转折点出现在66岁左右，这个转折点要微妙得多。虽然它没有带来剧烈的结构性变化，但研究团队仍然观察到了网络组织结构的显著转变。

“数据显示，大脑网络的逐步重组在六十多岁达到顶峰，”穆斯利说。“这可能与衰老有关，随着白质开始退化，大脑连接性进一步降低。在这个年龄段，人们面临着罹患多种可能影响大脑的健康问题的风险增加，例如高血压。”

老龄化后期：全球互联互通性下降和区域依赖性增强

最终的转折点出现在83岁左右，标志着大脑结构最后一个阶段的开始。尽管这一阶段的数据量有限，但研究人员发现了一个清晰的模式：大脑的整体连接性降低，对特定区域的依赖性增强。

“回首往事，我们许多人都觉得自己的生活经历了不同的阶段。事实证明，大脑也会经历这些时期，”资深作者、剑桥大学神经信息学教授邓肯·阿斯托尔教授说道。

“许多神经发育障碍、心理健康问题和神经系统疾病都与大脑的构造方式有关。事实上，大脑构造的差异可以预测注意力、语言、记忆力以及各种行为方面的困难。”

“了解大脑的结构演变并非一个稳步发展的过程，而是几个重大转折点之一，将有助于我们识别大脑的神经连接何时以及如何容易受到干扰。”