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为探究出生对脑结构的影响，研究人员利用 819 例围产期 MRI 数据，通过统一成像处理和回归不连续设计，发现出生后大脑皮层卷曲（Gyrification）骤增，该效应具特异性，为理解早期脑发育及相关疾病提供新视角。
大脑作为人体最复杂的器官，其发育过程始终是科学界的未解之谜。皮层卷曲（Gyrification），即大脑皮层的复杂折叠，是脑发育的关键特征，与神经认知功能密切相关。早在妊娠中期，皮层卷曲便已启动，并在围产期显著增强。然而，长期以来，神经发育研究却忽视了一个重要因素 —— 出生这一关键事件对脑结构的深远影响。传统研究多将胎儿期与出生后时期割裂开来，未能系统探讨从宫内到宫外环境的转变如何塑造大脑皮层的折叠模式，这使得我们对早期脑发育的理解存在重大缺口，也难以阐明出生相关因素在神经发育障碍中的作用。
为填补这一空白，法国艾克斯 - 马赛大学（Institut de Neurosciences de la Timone, UMR 7289, CNRS, Aix-Marseille Université）的研究团队开展了一项具有突破性的研究。他们利用目前已知最大的围产期 MRI 数据集（涵盖 21 至 45 孕周，共 819 次扫描），结合先进的影像处理技术和新颖的统计方法，首次定量揭示了出生对大脑皮层卷曲的独特影响。该研究成果发表在《Communications Biology》，为解析早期脑发育的动态过程提供了关键证据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，构建了统一的 MRI 处理流程，结合深度学习分割框架（nnUNet），将出生后数据训练的模型迁移至胎儿影像，确保胎儿与出生后样本的分割标准一致，避免因成像协议差异引入偏倚；其次，运用回归不连续设计（Regression Discontinuity Design, RDD）这一神经影像学领域的创新方法，在统计上识别出生前后皮层卷曲轨迹的突变点；此外，纳入早产儿亚组（n=102），通过对比其与正常发育组的皮层卷曲轨迹，排除成像技术差异的干扰。数据来源包括发育中人类连接组计划（dHCP）的胎儿和出生后样本，以及马赛蒂莫内医院的本地胎儿 MRI 队列（MarsFet）。
数据筛选与样本特征
研究整合了 MarsFet、Fetal dHCP 和 Postnatal dHCP 三个队列，最终纳入 819 例正常发育的围产期样本（排除早产儿），平均孕周 36.5 周，涵盖 21.4 至 44.9 孕周。其中胎儿样本来自 1.5T 和 3T 扫描仪，出生后样本均使用 3T 扫描仪。早产儿亚组（n=102）来自 dHCP，扫描协议与出生后正常样本一致，用于敏感性分析。
皮层卷曲的围产期发育轨迹
二次回归模型显示，皮层卷曲随孕周呈非线性增长，在妊娠 37 周（出生时点）出现显著跳跃。RDD 分析证实，出生后皮层卷曲指数骤增，效应量达 7.48（p=6.44×10-14），该跳跃幅度占围产期总增长量的 21.4%，相当于胎儿期总增长量（45.0%）的近一半。相比之下，其他脑结构如灰质、白质、脑脊液等的体积轨迹在出生前后保持连续，表明皮层卷曲的突变具特异性。
敏感性分析与生物学验证
通过早产儿轨迹分析发现，早产儿的皮层卷曲在出生前与正常胎儿一致，出生后则融入正常出生后轨迹，提示出生事件本身而非成像差异驱动了这一突变。扫描仪类型（1.5T vs 3T）和性别对结果无显著影响，不同分割方法（nnUNet 与 BOUNTI）均重复出皮层卷曲的跳跃现象，进一步验证了结果的稳健性。
机制探讨与临床关联
皮层卷曲的突变更可能与出生后的机械压力（如产道挤压）和环境刺激相关。出生后，脑脊液（CSF）压力变化、感觉输入激增以及第三级脑回的发育可能共同促进皮层折叠。早产儿的皮层卷曲轨迹异常与其后期认知缺陷（如注意力、语言和 IQ 受损）相关，提示出生前后的折叠中断可能是神经发育障碍的早期标志。
这项研究首次系统揭示了出生作为一个关键的生物学事件，对大脑皮层卷曲具有急性调控作用，填补了围产期脑发育研究的空白。其意义不仅在于修正了 “皮层卷曲是渐进连续过程” 的传统认知，更提示出生相关因素（如早产、分娩方式）可能通过影响皮层折叠而增加神经发育风险。未来研究可基于这一发现，进一步探索机械信号与遗传程序在皮层发育中的交互作用，并为早产儿的早期干预提供影像学生物标志物。研究中建立的统一影像处理框架和 RDD 分析方法，也为跨物种、跨队列的脑发育研究提供了方法论参考，推动神经影像学在发育医学中的应用。
