卫星数据和神经成像技术揭示环境对大脑影响
卫星数据和神经成像技术揭示环境对大脑影响
一项最新研究结合了卫星数据和脑成像数据，以探究环境因素如何影响青少年的心理健康、认知能力和大脑发育。
图片来源：Nature Mental Health
这项研究发表在Nature杂志上，小组成员来自全球各知名大学。该团队由位于佐治亚州立大学和New Light Technologies的三机构神经成像与数据科学转化研究中心的专家领导。
研究题为《青少年大脑认知发展研究——卫星估算：将神经成像和心理健康与宏观环境因素的卫星图像测量联系起来》，在理解特定环境条件如何影响青少年大脑方面取得了进展。
该研究的主要作者和首席研究员文森特·卡尔洪（Vince Calhoun）是佐治亚研究联盟杰出学者、佐治亚州立大学心理学杰出大学教授。卡尔洪表示，研究结果强调了城市环境对心理健康的重要性。研究发现，在儿童和青少年时期存在一个关键点，即其所处的环境因素能够塑造未来的认知和行为发展。
研究人员使用了来自青少年大脑认知发展（ABCD）研究的数据集，这是美国最大的关于儿童大脑发育的持续性研究。在这项研究中，团队分析了来自美国21个城市11,800名儿童的数据。
卡尔洪说，通过将功能性磁共振成像（fMRI）与卫星数据（包括研究参与者的位置）相结合，研究人员能够更准确地确定9至10岁儿童所处的物理环境是如何影响他们的认知能力和心理健康结果的。
研究人员与青少年大脑认知发展团队紧密合作，将他们的研究结果作为青少年大脑认知发展数据发布5.0的一部分。这有助于研究界解决环境和心理健康之间联系的关键问题。
第一作者兼New Light Technologies首席科学家兰·戈德布拉特（Ran Goldblatt）表示，研究人员分析了基于卫星的观测数据，包括不同类型的土地覆盖和土地利用，以及卫星捕捉到的夜间发光量。这些“UrbanSat”数据可以与神经成像和行为测量相结合，以提供见解。
戈德布拉特说，青少年大脑认知发展数据集为更深入地了解复杂的城市物理环境的一系列指标及其对心理健康的影响提供了独特的机会，该数据集还使研究人员能够观察动态环境变化及其对心理健康的随时间影响，从而确定提高不同社区心理健康的具体干预措施。
研究还探讨了其他情况，包括光污染和某一区域内的建筑物数量等因素，以了解该区域的社会地位和经济地位。研究人员发现，夜间照明更多、建筑物更多的地区，家长的教育程度和家庭收入往往更低，而树木和植物更多的地区则与高教育程度和收入相关联。
卡尔洪表示，青少年大脑认知发展数据集通过精确、客观地测量环境方面（如绿地、城市地区的密度和水体）的数据，可以丰富我们对物理环境如何通过多种复杂的生理、心理和社会过程影响大脑活动的理解。在这项新的研究中，研究者发现独特的环境和物理特征可能影响大脑灰质和白质的程度和模式及其功能网络连通性。
本文原文来自Nature Mental Health