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大脑不对称性与神经发育过程中的注意力不集中及遗传力关联研究：解锁大脑奥秘的新视角

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为探究大脑不对称性与注意力不集中及其遗传力的关系，研究人员利用青少年大脑认知发展（ABCD）和人类连接组计划（HCP）队列数据开展研究。结果发现大脑不对称模式在不同年龄阶段有差异，且与注意力不集中和认知表现相关。该研究有助于理解大脑发育机制。

大脑是人体最神秘且复杂的器官，其中大脑不对称性（即大脑左右半球在功能和结构上的不均衡分布）在认知和情感过程中发挥着关键作用。例如，语言功能通常在左半球更为集中，而一些情感处理则在右半球表现更突出。然而，大脑不对称性与认知特征（如注意力不集中）之间的联系，以及它们受遗传因素影响的程度，一直是科学界尚未完全解开的谜题。在众多与注意力相关的脑区中，颞上沟（superior temporal sulcus，STS）因在语言和社会认知网络中的重要地位，以及与认知表现和注意力不集中的潜在关联，成为研究的关键对象。为了深入探索这些未知领域，来自美国国立酒精滥用与酒精中毒研究所（National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism）的研究人员 Dardo Tomasi 和 Nora D. Volkow 开展了相关研究，其成果发表在《Translational Psychiatry》杂志上。

研究结果

1. 样本特征：在 8943 名儿童样本中，92% 的儿童注意力不集中得分低于 9 分，8% 的儿童得分高于等于 9 分，这与美国儿童和青少年中注意力缺陷多动障碍（attention - deficit - hyperactivity disorder，ADHD）的诊断率相符。此外，男孩的注意力不集中得分显著高于女孩，且注意力不集中得分与家庭收入和认知表现呈负相关。
2. 大脑不对称性：研究发现大脑不对称性模式在不同脑区有明显差异。在视觉、听觉、躯体运动、内侧默认模式网络（medial default - mode network，DMN）和语言区域，主要表现为左向的全局功能连接密度（global functional connectivity density，gFCD）不对称；而在顶下小叶、背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）和岛盖区域，则以右向 gFCD 不对称为主。这种不对称模式在不同样本和不同年龄阶段都具有高度的可重复性。
3. 发育与不对称性：结合 ABCD 和 HCP - D 队列数据研究发现，年龄对大脑不对称性的影响在 fALFF（fractional amplitude of low - frequency fluctuations，低频波动分数幅度，一种脑活动标记）指标上最为显著。随着年龄增长，右向不对称的区域（如 DLPFC、顶下小叶）fALFF 不对称性降低，而左向不对称的区域（如躯体运动区、STS）fALFF 不对称性增加。且这种变化在男孩和女孩中存在差异，表现出年龄与性别的交互作用。
4. 性别影响：在多个脑区，男孩和女孩的大脑皮层厚度和脑沟深度不对称性存在差异。例如，在 STS 区域，男孩的皮层厚度右向不对称性和脑沟深度左向不对称性更强。而在 gFCD 方面，女孩在背侧和腹侧前 STS 区域以及其他语言相关脑区（如 Broca 区）的不对称性更高。
5. 注意力不集中的影响：更高的注意力不集中得分与 STS 区域，尤其是 dpSTS（dorsal posterior part of the superior temporal sulcus，背侧后颞上沟）的 gFCD 和 fALFF 左向不对称性降低相关。这表明该区域的不对称性破坏可能与注意力困难存在潜在联系。
6. dpSTS 网络：dpSTS 种子区域与多个语言网络区域存在强功能连接，且在这些区域表现出左向不对称性。同时，更高的注意力不集中得分与多个脑区（包括背侧和腹侧 pSTS）的 dpSTS 功能连接左向不对称性减弱相关。
7. 大脑不对称性与认知表现：dpSTS 的 fALFF 和 gFCD 不对称性与晶体智力和总认知综合得分呈正相关，但与流体智力综合得分无显著关联。而大脑皮层厚度和脑沟深度不对称性与认知表现均无显著相关性。
8. 遗传和共享环境贡献：通过对双胞胎数据的分析，发现注意力不集中得分的遗传度较高（61%），认知能力的遗传度也较高（流体智力 34%、晶体智力 61%、总认知能力 52%）。相比之下，dpSTS 的脑沟深度和 gFCD 不对称性遗传度较低（小于 24%），皮层厚度和 fALFF 不对称性遗传度更低（小于 8%），表明大脑不对称性指标受环境因素影响较大。

研究结论与讨论

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