人類大腦發育經歷五個階段 這一研究成果可以從哪些方面申請專利？
專利代理 發布時間：2025-11-25 23:59:07 瀏覽: 次
劍橋大學MRC認知與腦科學單位領導的一項研究使用MRI擴散掃描數據集，這些掃描通過跟蹤水分子在腦組織中移動來映射神經連接。
在《自然通訊》上發表的一項研究中，科學家表示他們在普通人的生命中檢測到五個大腦結構的大致階段，這些階段在我們大腦在出生到死亡之間重新配置的四個關鍵“轉折點”之間劃分。
兒童的大腦“拓撲結構”從出生到九歲，然后在青少年階段過渡，這個階段通常會持續到32歲。
我們三十多歲時，大腦的神經連接會轉變為成人模式。這是最長的階段，持續了三十年以上。大約在66歲左右出現的第三個轉折點標志著大腦結構“早期衰老”階段的開始。最后，大約在83歲時，大腦會進入“晚期衰老”階段。
我們都知道大腦的連接對我們的成長至關重要，但我們缺乏關于它如何在我們的一生中變化以及為什么變化的總體圖景。
在整個大腦中，從出生到大約九歲，連接以相同的模式重新編織。
與此同時，灰質和白質的體積迅速增長，使得皮質厚度——即外灰質和內白質之間的距離——達到峰值，并且皮質折疊，即外腦的特征性隆起，趨于穩定。
在九歲這個第一個轉折點，大腦在認知能力上經歷了跳躍式增長，同時心理衛生疾病的風險也在增加。
大腦的第二個“時代”，即青春期時代，白質體積繼續增加，因此，大腦通信網絡的組織變得越來越精細，這可以通過掃描中的水擴散來衡量。
這個時代的特點是特定區域內部以及整個大腦范圍內快速通信的效率，這與認知表現的提升有關。
神經效率就像你所想象的那樣，通過短路徑連接良好，青春期是唯一這種效率增加的時期。
這些發展在三十年代初達到頂峰，研究人員表示，這是整個生命周期中“最強的拓撲拐點”。
在32歲左右，我們看到布線方向的變化最大，并且軌跡的整體變化也最大，與其他所有拐點相比。
雖然青春期有一個明確的開始，但青少年期的結束在科學上卻很難確定?；诩兇獾纳窠浗Y構，我們發現，類似青少年的腦結構變化在三十多歲時結束。
在32歲時，成年期的最長階段開始了。大腦結構與之前的階段相比穩定下來——在接下來的三十年里沒有重大轉折點。研究人員表示，這與基于其他研究的“智力和個性的平臺期”相對應。
他們還發現，在這個時期，“隔離”現象更為顯著，因為各地區逐漸開始變得更加 compartmentalised。
66歲是一個轉折點，變化程度較輕，并沒有由任何主要的結構性變化所定義，盡管研究人員仍然發現，在這個年齡段左右，大腦網絡的模式平均發生了有意義的變化。
這些數據表明，大腦網絡的逐漸重組在六十年代中期達到頂峰，這可能與衰老有關，隨著白質開始退化，連接性進一步減少。
最后一個轉折點出現在83歲左右，進入了最后一個大腦結構階段。雖然這個階段的數據有限，但其特點是從整體到局部的轉變，因為整個大腦的連接進一步下降，對某些區域的依賴增加。
可以從以下方面申請專利：
1. 大腦階段評估方法和診斷工具
專利方向：開發一種非侵入性方法，利用MRI擴散掃描數據集來評估個體的大腦結構階段（如兒童期、青少年期、成年期、早期衰老期、晚期衰老期）及其轉折點（9歲、32歲、66歲、83歲）。
具體應用：一種基于MRI數據的算法，自動生成大腦階段報告，幫助醫生進行個性化診斷。這可以申請方法專利或軟件專利。
2. 神經連接拓撲結構分析算法
專利方向：專利保護用于分析MRI擴散數據的專用算法，該算法能量化大腦拓撲結構的變化（如網絡鞏固、隔離現象），并識別轉折點。
具體應用：軟件或云計算平臺，處理MRI掃描數據，輸出大腦連接效率指標（如神經效率、隔離程度），用于研究或臨床監測。這可以申請軟件專利或算法專利。
3. 大腦疾病風險預測系統
專利方向：開發一種系統，利用大腦階段轉折點來預測神經發育疾?。ㄈ鐚W習困難）或神經退行性疾?。ㄈ绨V呆癥）的風險。
具體應用：一種集成硬件（MRI掃描儀）和軟件的醫療設備，用于早期篩查和干預規劃。例如，在66歲轉折點監測白質退化，以預防癡呆癥。這可以申請系統專利或醫療設備專利。
4. 個性化干預和治療方法
專利方向：基于大腦階段設計認知訓練、藥物治療或生活方式干預方案，以優化大腦健康或減緩衰老。
具體應用：一種定制化治療計劃，包括大腦階段評估和針對性干預，可能涉及數字健康應用或藥物組合。這可以申請方法專利或用途專利。
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