莲花童子, 哪吒传奇

"脚踏风火轮、身披浑天凌、手持火尖枪", 他就是我们熟悉的少年英雄——哪吒。童年时期的哪吒生性活泼、充满好奇心, 在成长过程中, 他变得叛逆不羁、追求独立, 为了摆脱父母的掌控和来自社会的压力, 满腔正义的哪吒, 历经涅槃重生, 终于脱胎换骨, 成为"莲花童子的化身", 他活出了自我, 也定义了自己, 终由一个不谙世事的顽童蜕变成能量满满的少年英雄。哪吒"重生"的成长轨迹浓缩着我们每个人的青春成长故事, 与现实中儿童青少年个体的心理行为变化密切相关, 而这一切变化背后的首要驱动力正是我们的大脑。让我们从哪吒传奇的成长故事里, 一同探索头顶这个独一无二的小宇宙吧！

儿童青少年心理行为发展特点

发展心理学将青春期视为儿童青少年心理行为发展的一个重要分水岭 [1], 揭示了青春期是一个集生理、心理、社会、文化等多维因素交织的成长爆发期。青少年最突出的特点就是充满冒险、创新精神, 敢于挑战权威 [2]。从生理上而言, 由于这一阶段青少年体内性激素的大量分泌, 促进了寻求刺激与挑战的冒险行为。从神经机制上看, 这一时期的青少年大脑, 掌管理性判断与认知控制的前额叶皮层尚未成熟, 而与此同时, 位于大脑深处的负责情绪调节的杏仁核已高度活跃, 促使青少年们表现出冲动冒险的行为倾向。如果把青少年的大脑比作一台汽车, 那么, 在他们的"情绪发动机"（边缘系统）已经高速运转时, "刹车系统"（前额叶皮层）却尚未完全准备好, 二者在发育时间上的先后偏差部分解释了为何少年们常常渴望突破规则、证明自我 [1]。然而, 青春期生理如何促进全脑水平的脑发育还是一个谜团。

儿童青少年脑智发育规律

为了深入了解进入青春期给个体在大脑发育、认知水平、心理健康等方面带来的变化, 世界各国纷纷部署了面向儿童青少年的脑智发育研究计划。以美国为例, 在 2015 年启动了青少年大脑认知发展队列研究（ABCD: https://abcdstudy.org）, 追踪采集了超过 10, 000 组以 9-10 岁儿童为起点的脑成像和生物学样本数据。据此研究发现, 在美国社会日益严重的青少年物质成瘾背景下, 15 岁前接触成瘾物质的青少年大脑结构存在显著差异。可见个体的大脑、独特的基因、环境暴露及其相互作用, 极有可能成为影响青少年物质成瘾的潜在机制。

为逐步积累中国人脑影像大数据, 早在 2013 年, 我们课题组启动了"彩巢计划"（CCNP） [3]。其中, "彩巢计划——成长在中国"研究以学龄期 6-18 岁的儿童青少年为对象, 分别对来自北京和重庆两个地区、共480 余名儿童青少年的心理行为与脑智开展了为期十年的追踪研究, 描绘出了中国健康学龄儿童青少年大脑发育轨迹图。

"彩巢计划"的成功实施推动了"中国脑计划"学龄儿童脑智发育队列研究（CCBD）, 于 2021 年在全国启动, 计划覆盖超过 45, 000 余名 6-18 岁儿童青少年。CCBD 将通过采集认知行为、社会情感、遗传和环境、脑成像等数据, 揭示中国儿童脑结构与脑功能网络随龄变化的规律, 建立脑智发育综合测评系统的中国标准。通过与全球其他大型队列研究开展数据协作, "中国脑计划"有望揭示"大脑-遗传-环境"交互作用的跨文化差异, 为教育政策制定和脑健康精准干预提供更全面、科学的支撑。

人类生命周期脑智发展全景图

2022年, 顶级科学期刊《自然》发布了具有里程碑意义的研究成果, 覆盖从 16 孕周到 100 岁, 跨越整个人类生命周期绘制了脑健康参考图表, 共有 101,457 名志愿者贡献了 123,984 次磁共振脑扫描影像数据, 这一庞大的脑影像数据首次揭示了人脑毕生发展全景 [4]。

如 图 1 所示, 我们一起来探索前沿脑科学发现:大脑皮层（大脑外层的褶皱部分, 参与了感知、语言与意识等高级认知过程）的厚度在 2 岁左右即达到顶峰；皮层灰质总体积（与脑细胞总数有关）自孕中期快速增长, 在 6 岁左右达到峰值, 正是学龄儿童迈入校园的节点, 说明此时的大脑已做好了高强度学习的准备。大脑皮层总面积与总体积的扩张峰值出现在 11、12 岁, 皮层下灰质总体积在 14 岁左右达到峰值, 这恰逢青春期神经内分泌启动的窗口, 也是负责这一过程的"丘脑-垂体-性腺"环路高度活跃期。而前文提到的边缘系统的发育, 映射情绪起伏动荡的时期, 恰好与皮层总面积、总体积和皮层下灰质体积有关。此外, 青春期启动后, 身体和能量的爆发也正为代表着大脑神经元连接水平的白质总容量持续发展奠定基础, 白质要一直等到 28.7 岁才抵达峰值容量。这提示我们:从全生命周期大脑的结构发育角度来看, 人类青春期的结束终点或许应当定在 28.7 岁才更有脑科学基础 [3]。

解码"七彩大脑"密码

科学家利用脑成像技术 来探索大脑结构发育变化所带来的功能发育和成熟。如 图 2, 大脑皮层拥有七大功能模块（就像地球大洲板块）, 涂有不同的颜色, 分为三个功能层级（就像洋葱一层一层）, 由外而内代表基础功能到高级功能的递进 [5]。

我们先从最外圈的三个较为基础的功能网络开始介绍:紫色代表视觉网络, 主要位于我们的枕叶（后脑勺附近）, 负责视觉信息的处理；蓝色是体感运动网络, 主要位于中央前回和中央后回, 负责身体感知和运动；米白色负责处理声音信息, 位于大脑中部颞叶（在耳朵上方附近）。第二圈中绿色是背侧注意网络, 主要位于额顶区域, 负责我们的内注意力。例如, 当你去人群中寻找穿红色衣服的朋友时, 该网络会引导你的视线快速扫描环境, 优先处理与红色相关的空间位置。与之相对的是粉色代表腹侧注意网络, 负责我们的外注意力, 主要位于颞顶交界区和额叶的腹侧区域。例如, 你在走路时突然听到身后汽车鸣笛, 该网络会立刻指挥你注意周围的危险信号。最内圈的橙色与红色主要负责高级认知功能, 橙色所代表的额顶控制网络负责高级认知功能, 如工作记忆、决策制定和认知控制等。红色是默认网络, 与自我意识有关, 主要参与自我参照加工, 如自我反思、内心独白、理解他人意图等。

现在你已经了解了七种颜色背后所隐藏的大脑密码, 那么在成长过程中, 这七种颜色所构成的复杂大脑网络 系统是如何协作呢？科学研究发现, 这七大网络的发育顺序是由外而内逐步成熟的过程。在儿童期大脑网络功能主要以体感运动网络和视觉网络的高速发展为主, 进入青少年时期后, 与注意、认知控制、自我等高级认知功能相关的脑网络开始占主导位置 [6, 7, 8]。从儿童期的活泼好动到青春期身心脑各方面的巨变, 再到进入青春后期和成年期的成熟稳重, 呈现了人类大脑最精妙的生长发育密码。这一全脑系统神经网络的重构转变, 恰如哪吒借由莲花重生（寓意青春期）, 脱胎换骨, 少年们的自我意识开始觉醒, 更加复杂精深的认知功能, 高阶认知和社会情感功能飞速发展, 在脑内乾坤的动态激荡中完成了系统更新升级换代, 正是青春期个体在智力、情感、人格等方面发生跨越式巨变的原动力。

掌握自我发展的大脑地图

随着脑成像技术的突破与飞速发展, 我们得以窥见大脑生长发育的奥秘。就像儿科医生用生长曲线图监测身高体重一样, 脑科学家们为我们绘制了一张大脑自我发展的生长发育地图, 提供了一个健康大脑的生长发育参考标准 [4, 9]。我们顺着这个地图, 就可以根据每个大脑结构和功能的特点, 定量、科学地刻画出专属于自己的大脑发育图。

还记得哪吒那句掷地有声的呐喊 — —"我命由我不由天", 更确切的应该是 — —"我脑由我又由天"。从胚胎受精卵开始, 你的身上就携带着来自爸爸妈妈各自家族里的基因传承架构。从脑科学的角度看, 个体的大脑皮层表面积主要受先天遗传的影响, 而大脑皮层的厚度主要受各类环境因素的影响 [10]。所以, 你生来就不是一张白纸, 也就是说, 大脑并不是一张白纸, 在你出生前你大脑里的许多功能框架和基座其实早已准备就绪, 随时等待后天环境和文化的雕刻！理解从儿童期到青春期大脑发育的时空编码, 犹如手握一份大脑导航图, 既遵照先天基因设定的前行方向, 又依靠后天自我意志的掌舵, 你便能以科学之舵驾驭青春的风浪, 真正成为大脑的主人！

术语表

脑成像技术 (Working Memory): ↑ 成像就是拿着镜子照自己, 脑成像是给大脑拍照片一样, 各种网络、各种功能都能靠成像"照"出来的。

背侧注意网络 (Functional Networks): ↑ 负责从上到下的注意, 比如当老师在课上讲解一个知识点时, 你在心中默默地跟着老师的思路顺了一遍。

腹侧注意网络 (Magnetic Resonance Imaging (MRI)): ↑ 负责自下而上的注意, 比如当你正在专心听老师讲课时, 突然有一位迟到的同学出现在门口, 此时你的注意大概率会被门口的同学吸引过去。

默认网络 (Attention): ↑ 在休息或漫无目的时表现活跃, 负责与自我意识（如回忆、情感处理、未来想象）及与内部心理相关的脑功能。

脑网络 (Adolescence): ↑ 大脑神经元之间的工作方式, 每个网络都负责一个主要认知功能。

利益冲突声明

作者声明本研究不涉及任何潜在商业或财务关系。

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