青少年脑认知研究(ABCD-study)

AdolescentBrainCognitiveDevelopmentStudyrepoter：关群青少年脑认知研究（ABCD

Study）ABCD简介研究意义研究可行性研究概况研究内容期望结果国内目前关于青少年脑认知的研究现状目前关于青少年脑认知研究的特点与趋势对比优势文献分享一ABCD简介青少年脑认知研究（ABCD研究）ABCD研究联盟的组成机构：

协调中心，

数据分析中心，

全国21个研究点二研究意义美国国立健康研究所（NIH）通过采用较大样本、纵向设计的方法来追踪分析和描绘个体发展与脑发育的动态关系,这种设计从自然发展的角度真实再现个体认知发展与脑发育的关系,以及为变化曲线提供了更直接、更科学的依据。早期阶段可以确定的紧迫问题有：1，药物使用或其他经历会在多大程度上改变青少年大脑？2，不同类型的物质使用如何相互作用？3，物质使用的多种模式（例如，中度和重度大麻使用）对大脑发育，学业成就，社会功能和生活的其他方面有什么影响？

三研究的可行性科学和技术的进步药物法规和市场的正规化资助四研究概况青少年脑认知研究（ABCD研究）的被试招募率达到一半四研究概况青少年脑认知研究（ABCD研究）的第一批原始数据已经可得地址：NIMHDataArchiveABCDDataRepository数据：高分辨率结构数据高级扩散MRI（多个b值和方向）休息状态功能磁共振成像任务fMRI以及每个fMRI运行的原始E-Prime任务文件四研究概况青少年脑认知研究（ABCD研究）中，有十三项五年期资助用于认知和社会发展

国立卫生研究院向全国的研究机构颁发了13项五年期赠款，作为青少年物质使用在发育中大脑的影响研究的一部分。

科学家将利用先进的研究方法跟踪物质（包括尼古丁，酒精和大麻）的使用情况，学业成就，认知能力，精神卫生以及大脑结构和功能。五研究内容以新闻和特写形式呈现，每月几篇通告

如：“关于睡眠不足和青少年物质使用之间的关联”六期望结果ABCD研究期望解决与物质使用和发展有关的许多问题，达到预防和治疗研究的重点，制定公共卫生战略和政策，建立青少年脑认知机制的研究中正常的成像标准。包括：偶尔或常规使用大麻，酒精，烟草和其他物质，单独或组合时对发育中大脑的结构和功能的影响特定物质的使用如何影响使用其他物质的风险连接青少年物质使用和心理疾病风险的大脑途径物质使用对身体健康，心理发展，信息处理，学习记忆，学业成就，社会发展等行为的影响什么因素（如产前暴露，遗传学，头部创伤和人口统计学）影响物质使用的发展及其后果七国内目前关于青少年脑认知的研究现状在我国,“脑与认知科学”已被列为基础研究中的重大科学前沿问题，也将成为未来科学研究的重大课题。进入21世纪后,我国也已经开始使用先进的脑成像技术研究认知能力与大脑的相关,在语言、视觉、决策、情绪、音乐、运动技能等方面都开展了一定研究。但是,由于实验成本太高,而且发展认知神经科学研究多以儿童青少年为研究对象,存在被试协调困难和组织代价大等特点,我国对于认知发展与脑发育的研究仍处于起步阶段,有关发展认知神经科学中自然成熟与后天教养之间的关系也不清晰。因此,迫切需要加强开展儿童青少年认知能力与大脑神经发展机制相结合的研究,并充分结合儿童青少年时期大脑具有较强可塑性的特点,注重进行脑发育基础研究与基于脑的科学教育的整合,为通过创设适于儿童青少年大脑活动特点的社会、教育环境,进而促进其认知能力发展提供依据。八目前关于青少年脑认知研究的特点与趋势第一,在研究对象上,研究者从初关注正常儿童青少年个体到近年来开始探讨障碍群体认知能力发展与大脑发育的关系。第二，运用横向研究范式来对比分析个体认知能力发展与大脑结构和功能的关系,这为揭示个体发展过程中行为活动与大脑结构和功能的关系提供了一定启示,但是无法从生态学角度真实再现个体认知能力发展与脑发育关系的动态变化及规律。第三,在研究角度上,研究者逐渐开始探讨年龄和认知水平对认知发展和脑发育关系的交互影响。第四,在研究范式上,学习和训练已经逐渐受到研究者的重视,通过设计自然或人为的学习训练范式来提高个体认知能力水平,进而探讨集中训练与经验迅速增加带来的大脑结构和功能活动模式的变化九对比优势过往的青少年脑认知机制的研究没有正常的成像标准用来比较，技术手段和及设施建设和数据分析方法，以及研究规模(包括资金，时间跨度，其他研究机构支持情况)等都没有该项研究全面。这项研究将为填补我们对许多物质的脑发育影响知识方面存在的巨大空白而做很多共享。ABCD研究不仅希望招募和保留十多年的大量青少年会产生的关于物质使用影响的数据，而且还将大大澄清我们对正常健康大脑发育的看法。值得注意的是，大多数年轻人从不发生毒品或酒精问题，只有大约一半在离开高中之前使用非法药物。高风险群体将被过度采样，以确保收集足够的物质用户数据。但ABCD研究的数据显示，在当前和未来的研究中，最少或没有物质使用的健康青少年的成长也将是非常有价值的。十文献分享Anovelsibling-baseddesigntoquantifygeneticandsharedenvironmentaleffects:applicationtodrugabuse,alcoholusedisorderandcriminalbehavior（2016）GeneticandFamilyandCommunityEnvironmentalEffectsonDrugAbuseinAdolescence:ASwedishNationalTwinandSiblingStudy（2014）PsychologicalMedicine（2016）

AmericanJournalofPsychiatry（2014）

文献一：基于同胞的新颖设计来量化遗传和共享环境的影响：应用于药物滥用，酒精使用障碍和犯罪行为

背景：

双生子研究中平等环境假设和泛化问题。目的：

设计一种新颖的实验来证实遗传和环境在物质滥用，酒精使用障碍，犯罪行为三个方面所起的作用新颖之处首先，由于瑞典官方的数据记录，我们知道兄弟姐妹的同居历史，所以可以直接评估他们在家庭层面上共享的环境暴露。其次，我们拿由一个先证者和两个兄弟姐妹组成的同胞信息三位一体，他们的遗传相似度和/环境共享程度与先证者不同新颖之处新颖之处第三，通过探索我们对三位一体类型的遗传和环境影响估计的稳定性，我们可以评估我们的假设的有效性。最后，我们将多组模型中的结构方程模型整合到我们不同类型的同胞关系中，我们可以获得两个总体估计值，可以与在同一人口数据中双胞胎的估计值进行比较，并正式测试我们的来自不同类型家庭的兄弟姐妹的估计值是否彼此显著不同。抽样数据来源：Swedishnationwideregistriesandhealthcaredata研究对象：

同父同母（全血缘），同父异母/同母异父（半血缘），继子/继女（无血缘）应用范围：物质滥用DA，酒精使用障碍AUD，犯罪行为CB年龄范围：1960-1990之间出生，年龄<=16岁同胞年龄最大差：<=10岁同性同胞之间进行测量入组条件操作化定义additivegenetic(A),sharedenvironment(C)anduniqueenvironment(E)家庭类型additivegenetic(A)全血缘0.5a半血缘0.25a无血缘0同居时间（年）sharedenvironment(C)13c10-120.7c7-90.5c4-60.3c1-30.1c抽样组合调查数据---以full-siblings为基础的7组数据数据处理wepresentonlyresultsfromthefullmodel,thatiscontainingestimatesofA,CandE.Priorsimulationshavesuggestedthatparameterestimatesfromafullmodelaretypicallymoreaccuratethanthosefromsubmodels(Sullivan&Eaves,2002).ModelfittingwasdoneusingMplusversion7.2withthedeltaparameterizationandtheweightedleastsquaresmeansandvariance(WLSMV)asthefitfunctionfitindices,i.e.theTucker–Lewisindex(Tucker&Lewis,1973),thecomparativefitindexandtherootmeansquareerrorofapproximation(Steiger,1990),toassessthemodel’sbalanceofexplanatorypowerandparsimony结果摘要—fromthefullmodel分析—以男性犯罪行为为例分析—以女性犯罪行为为例遗传力根据table5的数据表明，除了女性（半血缘关系）在酒精使用障碍中的遗传力<独特环境（残差）外，其他所有数据都表明，无论性别，青少年在酒精使用障碍，物质滥用和犯罪行为上，都是与遗传息息相关的。兄弟姐妹研究与双胞胎研究比较3种行为

*9（9组数据）

*2（2种性别）=54种不同类型家庭在不同方面关于遗传的数据将它与同一人口中双生子的研究数据进行比较，发现它有26个遗传力数据低于双胞胎，1个相同，27个高于双胞胎说明遗传影响确实是大于共享环境影响的共享环境的影响（返回Table5）犯罪行为：无论性别，共享环境的影响<残差的影响物质滥用：

男性：其他家庭类型共享环境的影响<双胞胎共享环境的影响女性：其他家庭类型共享环境的影响>双胞胎共享环境的影响酒精使用障碍：

男性：其他家庭类型共享环境的影响>双胞胎共享环境的影响

女性：其他家庭类型共享环境的影响<双胞胎共享环境的影响讨论及结论首先，我们使用独特的设计以确定他们的同居历史时长为解决旧问题开辟了新的途径。像双胞胎研究一样，这些基于兄弟姐妹的方法解决了代际家族相似之处。它的重点是先证者与同胞三位一体，反映独立的自然实验，因为它们包含两种不同种类的兄弟关系。因此，这种方法可以控制家庭层面的差异除了我们模型中的因素以外，别的因素正在对家庭相似性产生影响，残差得以考虑。这里我们的结果很清楚。我们从我们的同胞三人组获得的物质滥用，酒精使用障碍和犯罪行为的遗传率与使用相同方法的同一群体的双胞胎获得的遗传估计非常相似。这些结果与以前使用典型建模方法得到的关于犯罪行为两项分析结果一致，这些方法与双胞胎获得的结果非常接近。因为家庭类型多种多样，泛化力更强。局限首先，我们只研究了三种综合征，可能无法获得与其他性状或障碍相似的结果其次，我们没有检查异性对。第三，我们假设共同环境是儿童同居年数的线性函数的有效性可以被质疑。在0-6岁之间，相似度的增加比7-13更强文献二：遗传，家庭和社区环境对青少年药物滥用的影响：以瑞典双胞胎和兄弟姐妹为基础

区别：共享环境分为家庭和社区环境目的：澄清对药物滥用的遗传效应的严重程度，并了解共享环境影响的性质假设：1，通过多年的共同居住，兄弟姐妹间的药物滥用情况趋于一致，直到年龄较大的兄弟姐妹21岁为止。2，与父母共同生活的青少年未来药物滥用的风险与家庭的社会经济地位和邻里社会剥夺有关模型配对研究内容不同家庭结构模型对于药物滥用一致性的影响同一家庭或社区居住年限对药物滥用的相似性的影响1，多年生活在同一家庭的男