横断面新生儿数据中的纵向受试者配对揭示了大脑结构与功能成熟的异步性

幼儿早期结构性与功能性脑网络的异步发育在很大程度上仍未得到检验，这主要是由于纵向神经影像数据的匮乏。解决这一时间维度问题至关重要，因为这有望重塑我们对结构—功能（S-F）耦合的理解，不仅揭示脑结构是否支撑功能，还揭示这种影响何时出现以及在何种时间尺度上显现。然而，尽管新生儿大脑的快速成熟过程以及后勤限制持续阻碍纵向数据采集，目前已经可以利用大规模横断面多模态数据集来弥补这一空白。在此，我们提出一种纵向受试者配对框架，用于从横断面数据中重建发育轨迹。该框架在预设年龄间隔的条件下对婴儿进行配对，同时最大化其在结构和功能特征上的相似性，从而近似表征与结构成熟相关的功能变化的纵向轨迹。作为案例研究，我们将该框架应用于多模态 dHCP 脑数据集中505名新生儿子集的外侧裂周围区域。髓鞘化指数作为结构特征由 MRI 导出，低频波动分数振幅（fALFF）作为功能特征由静息态功能 MRI 导出。传统横断面分析显示中等程度的 S-F 相关强度（r = 0.34）。相比之下，所提出的框架表明，当结构成熟先于功能成熟约5天时，S-F 耦合显著增强至 r = 0.46。这些发现为新生儿中相对于脑结构发育而言存在功能成熟滞后的现象提供了新的证据。除阐明早期发育脑中的 S-F 关系外，本研究还为未来的纵向研究以及发育轨迹、衰老和疾病预测中的脑建模进展建立了一个框架。

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横断面新生儿数据中的纵向受试者配对揭示结构性与功能性脑成熟的不同步性

Roxana Namiranian，Mohadeseh Sadeghi，Hamid Abrishami Moghaddam

doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.08.737182

Roxana Namiranian 1 K.N. Toosi 技术大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 保留所有权利。未经许可不得转载。

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发表于 2026 年 7 月 13 日。

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Roxana Namiranian，Mohadeseh Sadeghi，Hamid Abrishami Moghaddam

bioRxiv 2026.07.08.737182； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.08.737182

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横断面新生儿数据中的纵向受试者配对揭示结构性与功能性脑成熟的不同步性

Roxana Namiranian，Mohadeseh Sadeghi，Hamid Abrishami Moghaddam

bioRxiv 2026.07.08.737182； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.08.737182

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.08.737182v1?rss=1

🏷️ 新生儿脑发育 结构功能耦合 纵向受试者配对 多模态神经影像 静息态fMRI 髓鞘化