研究人员利用来自最大的大脑发育和儿童健康长期研究的 MRI 数据发现，青春期前较高的体重和体重指数 (BMI) 与大脑健康状况不佳有关。这些发现今天在北美放射学会 (RSNA) 年会上公布。
康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学医学院放射学和生物医学成像研究生研究员 Simone Kaltenhauser 说：“我们知道成年后肥胖与大脑健康状况不佳有关。” “然而，以前对儿童的研究往往集中在小的、特定的研究人群或大脑健康的单一方面。”
儿童肥胖在日益受到关注 根据疾病控制和预防中心的数据，大约五分之一的儿童肥胖。
Kaltenhauser 的研究使用了青少年大脑认知发展 (ABCD) 研究的成像数据，该研究包括来自全国 21 个中心的 11,878 名 9-10 岁儿童，以代表的社会人口多样性
“这个数据集的独特之处在于它非常接近人口，”Kaltenhauser 说。
在排除患有进食障碍、神经发育和精神疾病以及创伤性脑损伤的儿童后，研究组包括 5,169 名儿童(51.9% 为女性)。根据儿童的 BMI z 分数——根据儿童的年龄、性别和身高调整的相对体重测量——研究组的超重和肥胖率分别为 21% 和 17.6%。
为了全面了解研究组的大脑健康状况，研究小组评估了来自结构 MRI 和静息状态功能 MRI (fMRI) 的信息，这使研究人员能够通过检测血流变化来测量大脑活动。借助静息态 fMRI，可以在大脑静止时观察神经区域之间的连接(称为静息态网络)。研究人员还评估了扩散张量成像(一种有助于评估白质的技术)和限制谱成像(一种先进的扩散 MRI 技术)的数据。
在校正了年龄、性别、种族、惯用手和社会经济地位后，研究团队使用线性模型来确定体重和 BMI z 分数与成像指标之间的关联。
儿童 BMI 较高时，白质的完整性受到广泛损害。受影响最大的是胼胝体，它是两个大脑半球的主要连接器，以及连接多个(额叶、枕叶、顶叶和颞叶)叶的上纵束。图片来源：RSNA 和 Simone Kaltenhauser
研究人员观察了体重和 BMI z 分数较高的儿童的大脑结构变化，包括对白质完整性的显着损害。退化的区域包括胼胝体的白质，大脑两个半球之间的主要连接器，以及半球内连接大脑叶的纤维束。
“令人惊讶的是，这些变化在儿童早期就可以看到，”Kaltenhauser 说。
研究人员还观察到大脑最外层或皮质变薄，这与执行功能受损有关。
Kaltenhauser 说：“我们预计体重和 BMI z 分数较高的儿童的皮质厚度会减少，因为这在之前的 ABCD 研究的较小子样本中发现过。” “然而，我们对白质受损的程度感到惊讶。”
静息态 fMRI 图像显示，增加的体重和 BMI z 分数与大脑功能网络的连通性降低有关，这些功能网络涉及认知控制、动机和基于奖励的决策。
“增加的 BMI 和体重不仅与身体健康有关，而且与大脑健康有关，”Kaltenhauser 说。“我们的研究表明，9 岁和 10 岁儿童的较高体重和 BMI z 分数与宏观结构、微观结构和功能连接的变化有关，这些变化会恶化大脑健康。”
耶鲁大学医学院神经放射学家兼放射学和生物医学成像助理教授、资深作者、医学博士 Sam Payabvash 表示，该研究的发现为其他研究提供了重要的机制解释，这些研究表明儿童较高的 BMI 与较差的认知功能和学习有关表现。
“纵向 ABCD 研究让我们有机会观察体重和 BMI z 分数较高的儿童发生的任何变化，”Payabvash 博士说。“我们需要在未来 6 到 10 年内进行观察。”
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