潮健康／林昱彣 外電編譯
人體在不同年齡階段，大腦的運作模式會經歷怎樣的轉變？過往研究多聚焦於特定時期（如兒童期或老年期）的大腦變化，卻鮮少有研究能完整描繪出橫跨一生的「大腦藍圖」。近期刊載於頂尖期刊《Nature Communications》的研究，透過大數據分析揭露重要發現：人類大腦在9歲、32歲、66歲與83歲等四個關鍵時間點，會經歷顯著的「轉折」，並將人生劃分為五個獨特的腦神經發展階段。
32歲是大腦運作巔峰期？ 研究揭4大關鍵轉折點
來自劍橋大學MRC認知與腦科學單元的研究團隊，蒐集來自全球9個數據庫、共4,216名受試者的擴散磁振造影（DWI）數據，年齡範圍涵蓋從出生至90歲。研究團隊利用先進的圖論分析與流形學習技術，繪製出大腦結構連結網絡在漫長人生中的演變軌跡。
分析結果顯示，大腦的結構拓樸（編按：數學上一門鑽研不會受到形狀或大小的連續變化而改變的幾何性質）發展並非線性進行，而是在特定的年齡點出現明顯的「轉向」。4個主要的轉折點分別落在9歲、32歲、66歲與83歲 ，如同人生的里程碑，界定了5個截然不同的大腦發展時期（Epochs）：
第一階段（0-9歲）：童年期。
為大腦發展最為劇烈的時期，從出生開始到9歲，大腦經歷著快速的神經連結重組。雖然神經纖維密度在出生時達到高峰，但隨著年齡增長，大腦會進行「修剪」，去除多餘的連結以提升效率。此階段的特徵是全腦整合能力（Global Integration）下降，但局部連結（如相鄰腦區）的緊密度卻顯著提升 。這也解釋為何兒童能在此時期能快速學習新技能，並建立起基本的認知功能。
第二階段（9-32歲）：青春/青年期。
從9歲開始，大腦進入一段漫長的穩定期。此階段最重要的特徵是全腦整合能力的增強。隨著白質（White Matter）的成熟與髓鞘化（Myelination, 指神經元軸突被髓鞘包覆的過程），大腦各區域間的訊息傳遞變得更加快速且有效率。研究發現，32歲是大腦發展最強烈的轉折點 ，標誌著大腦結構達到「巔峰狀態」，此時大腦的網絡效率最高，也是認知能力與生理機能的黃金時期。
第三階段（32-66歲）：成年期。
32歲之後，大腦進入一段相對穩定的「高原期」，持續至66歲。在此期間，大腦的結構變化速度趨緩，呈現出整合能力下降、但分化能力（Segregation）上升的趨勢，意即大腦開始更依賴於特定功能區域的專業化運作，而非全腦的廣泛連結。此階段的穩定性，也與成年期相對穩定的認知功能與人格特質相呼應。
第四階段（66-83歲）：初老期。
66歲的轉折點，意味著大腦正式邁入衰老過程。研究發現，此階段大腦的結構連結開始出現顯著退化 ，特別是負責長距離傳輸的白質纖維完整性下降。大腦網絡變得更加「模組化」（Modular），意即各個腦區之間的聯繫變弱，形成較為孤立的「小團體」。該狀況可能與老年人常見的認知功能衰退、記憶力下降有關。而66歲也常是許多慢性疾病（如高血壓、失智症）開始顯現的年齡。
第五階段（83-90歲）：晚年期。
最後一個轉折點出現在83歲。在此之後，大腦的變化模式似乎進入了另一個狀態。研究指出，此階段大腦與年齡的關聯性變弱，可能意味著存活至此的高齡長者，其大腦結構已達到某種「生存極限」或適應狀態。此時期的特徵是局部節點的重要性（Centrality）再次提升 ，顯示大腦可能透過代償機制，依賴少數關鍵腦區來維持基本功能。
從成家立業到退休養老 大腦結構變化的「人生縮影」
值得一提的是，此研究不僅描繪出大腦的生理發展藍圖，研究團隊更發現，上述轉折點與人類的心理、認知及社會發展歷程有著驚人的重合。例如，9歲對應著青春期的開端與社交能力的發展；32歲則往往是成家立業、承擔社會責任的關鍵時期；66歲則與退休、身分轉變及老化相關疾病的發生密切相關。
研究主要作者Alexa Mousley指出，研究結果正好強調大腦發展的複雜性與非線性，意即大腦並非單純地隨著年齡「成長」或「衰退」，而是在不同的人生階段，根據當下的需求與挑戰，進行著動態的結構重組與優化。
總結而言，此次跨年齡層的大型研究證實， 人類大腦在9歲、32歲、66歲與83歲會經歷重大的結構性轉變，且此五大階段不單只是反映了神經生物學的變化，更與個體的人生軌跡緊密相扣。Mousley表示，了解這些關鍵轉折點，或許能幫助人類更能以科學的角度看待大腦的發展與老化，並在不同的人生階段採取適當的大腦保護策略。
資料來源：
Topological turning points across the human lifespan
Scientists identify five ages of the human brain over a lifetime
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