皮层不对称性及其发育变化与脑连接性存在不同的关联

左右大脑半球在保持相互连接的同时各自呈现功能专化。结构不对称性越大，连接性是否越低？连接性是否也与发育过程中不对称性的变化有关？我们在三个独立队列中探讨了这些问题，研究对象年龄从出生至22岁；我们将不对称性测量为74对同源皮层区域之间联合纤维束重叠程度的左右差异幅度。各队列中的区域不对称性分布模式相似。在所有三个队列中，不对称性较大的区域与皮层及非皮层靶区的连接密度较低。然而，在各队列中，胼胝体——连接两侧大脑半球的主要通路——的参与程度与区域不对称性之间并未呈现一致的负相关关系。相反，胼胝体的参与程度会调节区域平均不对称性与其年龄相关变化之间的关系。在两个年龄较大的队列中，对于胼胝体重叠程度较高的区域，平均不对称性越大，年龄效应越偏正向；而在胼胝体重叠程度较低的区域，这种关系较弱或呈负向（标准化交互效应分别为+0.42和+0.56）。该模式在年龄匹配的两个队列中均得到重复验证；在青少年脑认知发展队列中，纵向区域均值估计的方向和幅度也与此相近。在年龄最小的队列中，各区域的不对称性趋向平均值，到12岁时区域间差异缩小了12%，且未检测到胼胝体的调节作用。不对称性较大的区域总体连接密度较低，而胼胝体的参与程度有助于解释区域不对称性如何随年龄变化。

两个大脑半球在保持相互连接的同时实现功能特化。结构不对称性越强，连接性是否越弱？连接性是否也与发育过程中不对称性的变化有关？我们在三个独立队列中探讨了这些问题，研究对象年龄范围从出生至22岁。我们通过测量74对同源皮层区域之间联合纤维束重叠程度的左右差异幅度，评估不对称性。各队列中，不对称性的区域分布模式相似。在所有三个队列中，不对称性较强的区域与皮层及非皮层靶区的连接密度较低。然而，在各队列中，胼胝体——连接两侧大脑半球的主要通路——的参与程度与区域不对称性之间并未呈现一致的负相关关系。相反，胼胝体的参与程度会调节区域平均不对称性与其随年龄变化之间的关系。在两个年龄较大的队列中，对于胼胝体重叠程度较高的区域，平均不对称性越强，其年龄效应越趋于正向；而对于胼胝体重叠程度较低的区域，这种关系较弱或呈负向（标准化交互效应分别为+0.42和+0.56）。这一模式在年龄匹配的两个队列中均得到重复验证；青少年大脑认知发展队列中的纵向区域均值估计，在方向和幅度上也与此相似。在年龄最小的队列中，各区域趋向总体均值，到12岁时区域间差异范围缩小了12%，且未检测到胼胝体的调节作用。总体而言，不对称性较强的区域整体连接密度较低，而胼胝体的参与程度有助于解释区域不对称性随年龄发生的变化。

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关键词：皮层不对称性 · 脑连接性 · 胼胝体 · 脑发育 · 半球功能专化 · 纵向研究

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.28.762579v1?rss=1