image: Covariate-corrected relationships between WM NODDI measures and the infant emotionality and emotional regulation development (solid lines as regression lines, brighter shadowed area as prediction interval, and darker shadowed areas as corresponding 95% confidence intervals). (A) Association between 3-month FM ODI and 3-to-9-month NE changes. (B) Association between 3-month left CB ODI and 3-to-9-month PE changes. (C) Association between 3-month left CB NDI and 3-to-9-month PE changes. (D) Association between 3-month left CB ODI and 3-to-9-month soothablity changes.
Credit: Yicheng Zhang
美国宾夕法尼亚州匹兹堡，2025年6月3日 – 在Genomic Press发表的一篇全面研究文章中，科学家们揭示了早期大脑连接如何塑造婴儿情绪发展的重要见解，可能为识别未来行为和情绪挑战风险儿童提供新途径。
这项开创性研究由匹兹堡大学医学院的张益诚博士和Mary L. Phillips博士领导，使用先进的脑成像技术检查了95对婴儿-照顾者配对。研究人员发现，仅3个月大时的白质束微结构——大脑的信息高速公路——可以预测婴儿的情绪和自我安抚能力在接下来的六个月内将如何发展。
解码婴儿大脑的情绪蓝图
研究团队采用了复杂的神经突方向分散和密度成像（NODDI），这是一种最先进的MRI技术，可提供关于脑组织组织的前所未有的细节。这项技术使科学家能够以非凡的精度观察发育中大脑的架构，揭示神经纤维的排列如何影响情绪轨迹。
"我们看到的是，婴儿早期大脑的结构组织为情绪发展奠定了基础，"研究团队解释道。该研究重点关注连接负责自我意识、对重要刺激的注意力和认知控制区域的关键白质通路——这些网络构成了终生情绪处理的基础。
关键发现塑造对情绪发展的理解
研究结果揭示了将大脑结构与情绪结果联系起来的独特模式。在胼胝体压部前束——连接大脑半球的纤维束——中具有较高神经突分散度的婴儿在3到9个月之间表现出更大的负面情绪增加。这表明某些大脑连接模式可能使婴儿倾向于增强的情绪反应性。
相反，在连接执行控制相关区域的左侧扣带束中具有更复杂微结构的婴儿表现出更大的积极情绪增加和改善的自我安抚能力。这些发现提出了有趣的问题：早期干预是否可能影响这些神经通路以促进更健康的情绪发展？
早期检测和干预的意义
在行为症状出现之前识别有情绪困难风险的婴儿的能力代表了发展神经科学的重大进展。先前的研究已经确定，婴儿期的高负面情绪与未来焦虑和行为障碍的风险增加相关，而低积极情绪与后期抑郁和社交困难有关。
Phillips博士指出潜在影响："理解这些早期神经标记可能会改变我们处理婴儿心理健康的方式，允许在关键发展窗口期进行有针对性的干预。"研究团队在44名婴儿的独立样本中验证了他们的发现，加强了对这些大脑-行为关系的信心。
先进成像揭示隐藏模式
研究中使用NODDI技术标志着婴儿大脑研究方法学的重大进展。传统成像方法通常难以捕捉发育中脑组织的细微组织。NODDI分离不同组织成分的能力为研究人员提供了更清晰的图像，了解神经通路在这个关键时期如何成熟和组织。
研究检查了三个主要的白质束：胼胝体压部前束、扣带束和钩束。每个都在连接对情绪处理和调节至关重要的大脑区域中发挥着重要作用。其他大脑连接的变化如何影响婴儿发展？环境因素在塑造这些神经通路中扮演什么角色？
连接神经科学与临床实践
研究结果对儿科护理和早期儿童发展具有直接相关性。通过识别情绪发展的客观神经标记，临床医生可能在行为问题出现之前筛查风险因素。这种主动方法可能导致更早、更有效的干预。
研究团队考虑了可能影响大脑发育的多个因素，包括照顾者的心理健康、社会经济地位和婴儿特征。这种综合方法加强了研究的结论，并表明大脑微结构代表了独立于环境影响的情绪发展的基本贡献者。
未来方向和未解答的问题
虽然这些发现代表了重大进展，但它们也开辟了新的研究途径。这些早期神经模式在整个童年期间有多稳定？有针对性的干预能否修改白质发育以促进情绪韧性？研究团队正在进行的工作旨在通过跟踪婴儿到后期童年的纵向研究来解决这些问题。
该研究还强调了生命第一年作为大脑发育关键期的重要性。在此期间，白质组织的快速变化为终生的情绪和行为模式奠定了基础。在神经层面理解这些过程可以为从育儿实践到支持婴儿发展的公共卫生政策提供信息。
发展神经科学的新时代
这项研究体现了先进神经成像揭示大脑发育先前隐藏方面的力量。随着技术的不断发展，科学家获得了越来越复杂的工具来理解大脑最早的组织如何塑造人类行为和体验。
匹兹堡大学团队的发现为越来越多的证据做出了贡献，这些证据表明情绪和行为发展的许多方面都根植于大脑最早的结构模式。通过识别这些模式，研究人员更接近开发可以预防或减轻未来心理健康挑战的有针对性的干预措施。
这些影响超越了个体儿童，延伸到关于人类发展的更广泛问题。遗传和环境因素如何相互作用来塑造这些早期大脑模式？不同的情绪发展模式可能赋予什么进化优势？这些基本问题推动着这个快速发展领域的持续研究。
该研究表明，即使在生命的最初几个月，大脑的结构组织也深刻影响着情绪发展。这些知识为从生命之初就支持健康发展开辟了新的可能性。
发表在Genomic Psychiatry上的题为"Early infant white matter tract microstructure predictors of subsequent change in emotionality and emotional regulation"的文章，于2025年6月3日通过开放获取在Genomic Psychiatry免费提供，超链接如下：https://doi.org/10.61373/gp025a.0026。
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Journal
Genomic Psychiatry
Method of Research
Experimental study
Subject of Research
People
Article Title
Early infant white matter tract microstructure predictors of subsequent change in emotionality and emotional regulation
Article Publication Date
3-Jun-2025
COI Statement
The authors have no conflicts of interest related to this work.