早产新生儿的功能磁共振成像发育不成熟特征：脑区反应性及其与新生儿脑发育的关系

早期脑发育本质上是动态的，但大多数新生儿静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）研究仍依赖于静态且对称的功能连接测量。在本研究中，我们考察了基于响应的指标能否捕捉新生儿脑的潜在动态组织结构。我们分析了人类发育连接组项目（Developing Human Connectome Project）的静息态功能磁共振成像数据（n = 714）。基于涨落—耗散定理所建立的统计物理学框架，我们估计了46个皮层及皮层下灰质区域之间的内在成对响应函数，从而能够量化区域响应性和响应持续时间。基于响应的测量结果与传统功能连接存在显著差异，并且能够根据单次扫描结果预测出生时胎龄。与足月出生的新生儿相比，早产儿表现出较低的响应性和较短的响应持续性。重要的是，定向分析揭示了全脑驱动者—响应者角色在发育过程中的重组：早产儿保留了足月新生儿层级结构中的区域排序，但其表达幅度约为足月新生儿的一半。这些发现表明，内在响应性捕捉到了新生儿脑组织结构中此前被低估的动态维度，并提供了神经发育成熟度的敏感标志物。基于响应的指标或可为检测早产后网络发育异常提供一种具有理论依据的框架。进一步而言，这些结果表明，早产并非在很大程度上重组新生儿连接组的定向层级结构，而更像是阻滞了其扩展。

早期脑发育本质上是动态的，然而，大多数新生儿静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）研究仍依赖于对功能连接的静态且对称的测量。在本研究中，我们探讨了基于响应的指标能否捕捉新生儿脑内潜在的动态组织结构。我们分析了人类发育连接组项目（Developing Human Connectome Project）的静息态功能磁共振成像数据（n = 714）。基于涨落耗散定理所构建的统计物理学框架，我们估计了46个皮层和皮层下灰质区域之间的内禀成对响应函数，从而实现了对区域响应性和响应持续时间的量化。基于响应的测量结果与传统功能连接存在显著差异，并且能够利用单次扫描预测出生时的胎龄。与足月出生的新生儿相比，早产儿表现出较低的响应性和较短的响应持续性。重要的是，有向分析揭示了全脑范围内驱动者—监听者角色的发育性重组；早产儿保留了足月儿层级结构中的区域排序，但其表达幅度约仅为足月儿的一半。这些发现表明，内禀响应性捕捉到了新生儿脑组织结构中一个此前受到低估的动态维度，并为神经发育成熟度提供了敏感指标。基于响应的指标可能为检测早产后早期网络发育失调提供一个具有理论依据的框架。进一步而言，这些结果表明，早产并不会在很大程度上重组新生儿连接组的有向层级结构，而更可能是阻滞了该层级结构的扩展。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.24.754103v1?rss=1

🏷️ 早产儿脑发育 静息态功能磁共振成像 脑区响应性 神经发育成熟度 功能连接组 驱动者—响应者层级结构