認(rèn)知發(fā)育和腦老化

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1、1認(rèn)知發(fā)育和腦老化CognitiveDevelopmentandBrainAging徐群淵XuQunyuan神經(jīng)生物學(xué)系首都醫(yī)科大學(xué)2腦的的發(fā)育基本概念1.腦的成熟過(guò)程要持續(xù)到青春期大小和形態(tài)生后前2年快-80%重量6歲-90%重量腦回在出生時(shí)基本形成初級(jí)腦回在胎兒26-28周則可辨認(rèn)；2、3級(jí)腦回發(fā)育靠后；最后3月腦溝加深。32.腦發(fā)育過(guò)程皮質(zhì)增厚皮質(zhì)灰質(zhì)體積–青春期前最大（頂葉-10-12歲；額葉–11-12歲；顳葉-16-17歲）-青春期后減小-變化速度男女有差別-V1（由striaofGennari分界）-在胚胎期到生后4月一直在增大并保持到成年；其它腦部皮質(zhì)此時(shí)只是成

2、年的50%-V1部的神經(jīng)元密度到出生時(shí)減少迅速，到生后4-5月趨于穩(wěn)定；神經(jīng)元數(shù)量則丟失不顯著（胚胎28周到70歲都保持不變）-密度減少是由于皮質(zhì)體積的增加（軸突、樹(shù)突和膠質(zhì)增加）；胚胎期即顯左右腦不對(duì)稱(chēng)–上額和顳回右比左早1-2周（成人右側(cè)腦橫回更多）；左側(cè)顳平臺(tái)更大；軸突披髓(Axonalmyelination)–不同部位披髓時(shí)間差異大–生后2年感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)成熟披髓；丘腦非特異性性放射要到5-7歲；皮質(zhì)內(nèi)纖維聯(lián)系完全披髓達(dá)到30歲左右。4樹(shù)突棘（dendriticspines）增加–視皮質(zhì)–生后樹(shù)突棘密度5月最高，然后減少，到生后21月穩(wěn)定；樹(shù)突長(zhǎng)度延長(zhǎng)到24月（密度會(huì)因此從

3、5-24月減少）；發(fā)育過(guò)程中，下層發(fā)育比上層早（inside-out模式）；-額葉皮質(zhì)–發(fā)育慢–神經(jīng)元密度達(dá)到成年標(biāo)準(zhǔn)是7歲（視覺(jué)皮質(zhì)是4-5月），樹(shù)突長(zhǎng)度到2歲只到成年的1/2（視覺(jué)皮質(zhì)是18-24月）；下額葉和中央前皮質(zhì)錐體細(xì)胞樹(shù)突分支左右不對(duì)稱(chēng)出現(xiàn)在V層，生后第1年，右側(cè)更快，到6-8歲左側(cè)皮質(zhì)樹(shù)突更成熟。3.腦發(fā)育過(guò)程樹(shù)突棘增加5不同年齡人初級(jí)視覺(jué)皮質(zhì)的突觸密度（?）、枕葉葡萄糖攝取(。)的不同突觸數(shù)量–未成熟腦內(nèi)突觸數(shù)量比成熟腦少–在初級(jí)視覺(jué)皮質(zhì)–胚胎后期及生后早期突觸數(shù)量逐漸增加，2-4月增加快（密度增加一倍），1歲后突觸密度開(kāi)始減少，到11歲時(shí)維持成年水平（只占最大值

4、的50-60%）；不同細(xì)胞層變化不同，但無(wú)inside-out模式；-額中回（III層）-生后突觸密度先增加后減少，但過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)–1歲最密（視覺(jué)皮質(zhì)是4月），16歲到達(dá)成年水平（視覺(jué)皮質(zhì)是7-11歲）。4.突觸數(shù)量先增后減64.新紋狀體和海馬突觸在生后精確化紋狀體–突觸密度增加到生后1月–神經(jīng)元和神經(jīng)氈形態(tài)變化至2-4月–突觸精確化到1年（鑲嵌型神經(jīng)化學(xué)模式形成）；海馬–出生時(shí)神經(jīng)元數(shù)量達(dá)標(biāo)–齒狀回發(fā)生未成熟細(xì)胞到1歲–樹(shù)突發(fā)育到5歲–在于新皮質(zhì)接壤部（下托）披髓到青春期甚至成年。5.整個(gè)孩提和青春期白質(zhì)增加白質(zhì)體積增加模式與灰質(zhì)（U型）不同；披髓過(guò)程從尾到頭端；感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)纖維成熟

5、披髓到2歲，非特異丘腦放射到5-7歲，皮質(zhì)內(nèi)纖維到30歲。7皮質(zhì)代謝率–由positronemissiontomography(PET)方法檢測(cè)–反映神經(jīng)元活動(dòng)水平–新生兒皮質(zhì)下活動(dòng)明顯增加，皮質(zhì)活動(dòng)不明顯；過(guò)了3-4歲，皮質(zhì)活動(dòng)增加，達(dá)到成年的2倍；4歲后逐漸減少，15歲到成年水平（與腦內(nèi)突觸數(shù)量變化規(guī)律一致）。6.生后代謝率先增后減Event-relatedbrainpotential電生理活動(dòng)–皮質(zhì)錐體細(xì)胞尖樹(shù)突突觸后電位記錄結(jié)果隨發(fā)育長(zhǎng)短變化差異大–腦干和丘腦電活動(dòng)從胚胎30周減弱，2歲維持在成年水平；皮質(zhì)感覺(jué)的電反應(yīng)要到13-15歲才成熟；與注意和語(yǔ)言等認(rèn)知相關(guān)的尖樹(shù)突突

6、觸后電位則更晚（到15-20歲成熟）。7.腦電活動(dòng)逐漸成熟88.背外側(cè)前額皮質(zhì)是腦內(nèi)發(fā)育最晚的區(qū)域之一與海馬發(fā)育時(shí)間類(lèi)似；突觸密度持續(xù)減少到青春期–說(shuō)明其纖維聯(lián)系變化到15-20歲；伴隨代謝率減少；青春期多巴胺的調(diào)節(jié)作用影響III層錐體細(xì)胞的興奮和抑制纖維的傳入–多巴胺對(duì)青春期皮質(zhì)形成有重要影響；可能與精神疾?。ň穹至寻Y）相關(guān)。9認(rèn)知發(fā)育和老化I.一歲內(nèi)的認(rèn)知發(fā)育1.早期的皮質(zhì)下行為反應(yīng)受皮質(zhì)發(fā)育的抑制生后2-3月基底神經(jīng)節(jié)和許多皮質(zhì)區(qū)代謝率增加與嬰兒腦結(jié)構(gòu)發(fā)育狀況相一致；一些反射（如緊張性頸反射、抓握反射、內(nèi)源性微笑和自發(fā)啼哭）頻率降低–皮質(zhì)活動(dòng)增加抑制上述由腦干控制的反射–與

7、此期間嬰兒猝死綜合征（Suddeninfantdeathsyndrome）幾率增加有關(guān)（抑制了呼吸）；10新生兒視覺(jué)功能與皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)成熟有關(guān)(代謝率很高)–6-8周眼睛能平穩(wěn)追蹤物體(V1區(qū)皮質(zhì)4、5、6層成熟所致-接受來(lái)自外側(cè)膝狀體大細(xì)胞和顳葉中部區(qū)域MT的纖維–視覺(jué)注意通路）；缺少傳入即形成弱視；4月齡視覺(jué)能力增加明顯–視覺(jué)皮質(zhì)體積已達(dá)成人標(biāo)準(zhǔn)、最密突觸密度；同時(shí)（4-5月）-雙眼協(xié)同作用（取決于皮質(zhì)功能–V1區(qū)皮質(zhì)中層成熟和突觸大量生成）-立體敏銳（stereo