追问脑功能网络的族裔差异：北京理工大学团队揭示解剖、生活方式与转录信号的协同作用

族裔是一个深植于文化、环境和遗传背景下的复杂社会概念。长期以来，跨族裔脑科学研究缺乏对脑解剖结构与功能之间耦合机制的系统性考量，忽略了社会经济地位与不良生活方式等外在环境暴露对大规模脑网络的中介重塑作用，以及驱动群体多样性的微观基因转录信号。如果仅仅将族裔视为一个简单的标签进行跨群体对比，极易陷入过度简化的误区和生物本质主义的偏见中。为了填补这一关键空白，该研究团队使用了人类连接组计划（HCP）中包含非洲裔和白人的两个大规模独立队列的多模态数据和行为学信息，采用个体化精准功能映射技术，深入探究了大脑内在功能组织的跨族裔群体差异及其深层驱动机制。

核心发现一：解剖结构充当了功能的“指挥棒”

研究人员首先发现，族裔相关的脑功能拓扑差异在皮层上呈现出高度层级化的排布模式。在处理复杂认知的联合皮层，这一差异最大；而在主要负责基础感觉信息处理的感觉运动皮层，这一差异明显变小。这一发现完美契合了大脑皮层经典的“感觉运动-联合皮层”空间轴。更重要的是，大脑的物理解剖形态严格约束了这些功能连接的差异。族裔间功能连接差异最显著的区域，其大脑形态学特征同样表现出最大的群体差异。这表明，功能层面的群体多样性深刻地根植于大脑基础结构组织的框架之中。

核心发现二：生活方式是群体间差异形成的“桥梁”

研究团队进一步提取了受试者的教育水平、收入、成瘾类物质使用（如酒精、吸烟）、睡眠等生活方式数据，通过结构方程建模和中介效应分析，得出了一个关键结论：教育水平和成瘾类物质使用习惯在族裔群体与脑功能连接模式的关联中，起到了显著的中介作用（图 2）。族裔与教育、成瘾类物质使用的交互作用，集中调控了岛叶、前额叶和前扣带皮层等脑区，这些区域正是大脑自上而下信息处理和情绪调节的关键控制枢纽。这一发现提供了重要的生物学证据，证明族裔相关的社会经历（如受教育机会的差异或环境压力导致的物质依赖）会嵌入并重塑大脑功能网络。

核心发现三：基因表达绘制了微观层面的“底层逻辑”

研究团队借助艾伦人类大脑图谱的全脑基因表达数据，将族裔相关的脑功能多样性特征与9110个基因的转录图谱进行了空间一致性分析。结果揭示了一组特定基因，其表达模式与族裔间脑功能差异的空间分布高度吻合，它们显著富集于“跨突触信号调节”、“突触组织”等生物学过程，以及“神经系统发育”等通路。这说明在微观尺度上，突触间的通讯效率和兴奋与抑制的平衡调节，为维持大规模脑功能网络的群体多样性提供了底层的分子支持。有趣的是，这些基因与遗传血统驱动的基因图谱重合度很低，暗示着宏观群体差异可能更多受到生活方式等后天环境暴露的驱动，而非单纯的先天遗传决定。

超越表象：走向更公平与精准的脑科学 

这项研究可能会改变神经科学领域审视“族裔/种族”这一变量的视角。它告诉我们，大脑功能连接的跨族裔差异不是某种单一的宿命，而是一个由解剖结构奠基、基因网络支撑，很大程度上由生活环境所塑造的产物。这一“结构-环境-分子”的三维框架，不仅有助于未来研究摒弃针对特定弱势群体的本质主义偏见，更为发展普适、公平的精准医学奠定了坚实的理论基石。

原文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.1143