长期以来，卫生专业人员一直使用生长曲线图，测量儿童从出生到成年早期的身体发育情况。
尽管成像技术的进步推动了大量关于大脑随时间变化的研究，但脑部扫描成本高、流程复杂，至今仍妨碍大规模监测。
研究人员汇集数据，创建了一系列脑图表，帮助医生更精确地绘制我们的认知里程碑。
数十年来，儿科医生一直将生长曲线图用作参考工具。这些图表让卫生专业人员能够记录并测量儿童从出生到成年早期的身高和体重。图表提供的百分位数，尤其是多次就诊所得的数据，有助于医生筛查肥胖或生长不足等状况；这些状况的指标通常处于百分位数的极端范围。
与此同时，人们可以借助超声、磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）等成像技术测量大脑发育。这些技术的发展带来了大量关于大脑变化的研究，每年全球还会进行数百万次临床脑部扫描。尽管取得了这些进展，可用于辅助监测大脑发育的测量指标仍然很少。为什么？
与传统生长曲线图不同，量化大脑发育和衰老面临诸多技术障碍。简单来说，大脑没有卷尺。这使得不同研究之间难以统一测量标准。脑部扫描的成本和复杂性意味着，单项研究能够用于生成参考图表的数据有限。
我们试图汇集尽可能多的现有研究数据，以解决这一问题。我们联系了许多研究人员，询问他们是否愿意为这些参考图表提供数据。正如我们的大型数据集所显示的，这些请求得到了热烈响应。这让一个基层项目发展成一项全球协作行动，参与者遍及六大洲的数十家机构；相关成果刚刚发表于《自然》杂志。
借助脑图表绘制发展里程碑
我们汇集的大量数据，使我们得以建立一组参考图表，涵盖大脑在一生中的多项特征。这让我们能够精确绘制大脑发育和衰老各个里程碑出现的时间，其中包括：
从孕中期开始，灰质（脑细胞）的体积迅速增加，在我们快满6岁时达到峰值，随后开始缓慢减少。
白质（脑连接）的体积也从孕中期到儿童早期迅速增加，并在我们快满29岁时达到峰值。
白质体积的下降在50岁后开始加速。
皮层下灰质（负责控制身体机能和基本行为）的体积在青春期达到峰值，约为14岁半。
我们的数据还涵盖了大量患有不同临床诊断疾病的人。如今，我们可以比较某人与同年龄、同性别人群的情况，这种差异性让我们得以探索不同人群之间的差别。例如，正如预期的那样，患有阿尔茨海默病等神经退行性疾病的人，灰质和白质体积往往较低；灰质和白质是含量最丰富的脑组织类型。
除了比较群体，这些参考图表还能让未来的研究以总体人群为参照，对个体进行基准评估。我们希望这能带来针对个人且切合实际的测量方法。在精神疾病研究中，这一进展尤其重要：人们可能被归为同一诊断类别，但症状不同，导致病情的原因也可能不同。归根结底，医生要治疗的是个体，而不是群体，因此需要能够提供个性化信息的工具。
大规模协作努力
“大数据”或“开放科学”等说法适用于我们的研究，但可能掩盖促成这一项目的协作过程中的一些细节。具体而言，有些数据集需要大量法律支持才能在机构之间共享，而另一些则可以通过公共网站共享和下载。同样，有些研究人员具备丰富的专业知识，或在获得资金支持的机构工作，能够将数据整理成易于使用的开放资源。
然而，对其他人来说，共享数据可能是一个耗费时间和资源的过程。或许最关键的是，可以共享脑部扫描数据的平台很多，每个平台所需的数据整理程度各不相同。所有这些都给尝试汇总多个数据集的用户带来了沉重负担。
一些联盟未能参与我们的项目，原因是作者署名要求不成比例，或对其数据可用于哪些研究作出了限制。作为学术研究人员，我们致力于推动更加开放、协作的科学，这些都是重要的考量。若没有现有贡献者以及周围科学界成员的团队协作精神，这项工作就不可能完成。
脑图表的未来
在医疗专业人员能够将这些脑图表用作参考工具之前，还有许多工作要做。底层数据集既包含正在进行的研究，也包含早在1990年启动的研究；当时，全球只有少数地方配备了MRI设备。因此，脑图表可以持续更新、扩展和完善。
随着更大型的数据集日益普遍，我们希望继续提升参考图表的包容性和代表性。随着脑部扫描成本降低、可及性不断提高（甚至变得便携），我们希望脑图表能够推动建立更多量化标准，并助力神经科学发现跟上这些令人振奋的技术进步。
有朝一日，如果脑部扫描成为儿科诊疗的常规部分，我们希望届时已准备好必要的方法和工具，为患者及其家人提供有意义的见解。
