根據使用美國最大的大腦發育和兒童健康長期研究的MRI數據進行的新研究，青春期前較高的體重和身體質量指數（BMI）與大腦健康狀況不佳有關。在北美放射學會（RSNA）年會上公佈的研究結果表明，兒童的肥胖可能對大腦健康產生負面影響。這些發現強調了解決和預防兒童肥胖的重要性，以促進整體大腦健康。

康涅狄格州紐黑文市耶魯大學醫學院放射學和生物醫學成像專業的研究生研究員西蒙娜-卡爾滕豪澤說：”我們知道成年後肥胖與大腦健康狀況不佳有關。然而，以前對兒童的研究往往集中在小的、特定的研究人群或大腦健康的單一方面。”

在美國，兒童肥胖症是一個重要的公共健康問題。美國疾病控制和預防中心估計，大約20%的美國兒童是肥胖的。

前額葉區域的皮質厚度與體重和BMI測量值呈負相關，這意味著更高的體重和BMI與更低的皮質厚度有關。資料來源：RSNA和西蒙娜-卡爾滕豪斯

Kaltenhauser的研究使用了青少年大腦認知發展（ABCD）研究的成像數據，該研究包括來自全國21個中心的11,878名9-10歲的兒童，以代表美國的社會人口多樣性。這個數據集是獨一無二的，因為它與美國人口非常接近。

在排除了患有飲食失調、神經發育和精神疾病以及腦外傷的兒童後，研究組包括5169名兒童（51.9%為女性）。根據兒童的BMI z-cores–根據兒童的年齡、性別和身高調整的相對體重的衡量標準，研究組中的超重和肥胖率分別為21%和17.6%。

隨著兒童體重指數的增加，白質的完整性受到廣泛的損害。受影響最大的是胼胝體，它是兩個大腦半球的主要連接器，以及連接幾個（額葉、枕葉、頂葉和顳葉）的上縱束。資料來源：RSNA和西蒙娜-卡爾滕豪斯

為了全面了解研究組的大腦健康狀況，研究小組評估了結構性核磁共振成像和靜止狀態功能核磁共振成像（fMRI）的信息，這使研究人員能夠通過檢測血流的變化來測量大腦活動。通過靜止狀態核磁共振成像，在大腦處於靜止狀態時，可以觀察到神經區域之間的連接，即靜止狀態網絡。研究人員還評估了來自擴散張量成像–一種有助於評估白質的技術–和限制性頻譜成像–一種先進的擴散磁共振成像技術的數據。

在校正了年齡、性別、種族-民族和社會經濟地位後，研究小組使用線性模型來確定體重和BMI z-cores與成像指標之間的關聯。

研究人员观察到体重和BMI z-scores较高的儿童的大脑结构变化，包括对白质完整性的显著损害。退化的区域包括胼胝体的白质。研究人员还观察到大脑最外层或皮层变薄，这与执行功能受损有关。

Kaltenhauser說：”令人震驚的是，這些變化在兒童時期就已經很明顯了。我們預計體重和BMI z-score較高的兒童的皮質厚度會減少，因為以前在ABCD研究的較小子樣本中發現了這一點。然而，我們對白質損傷的程度感到驚訝。”

靜態fMRI圖像顯示，體重和BMI z-cores的增加與涉及認知控制、動機和基於獎勵的決策的大腦功能網絡的連接減少有關。

BMI和體重的增加不僅與身體健康後果有關，也與大腦健康有關。研究表明，9歲和10歲兒童較高的體重和BMI z-scores與宏觀結構、微觀結構和功能連接的變化有關，這些變化使大腦健康惡化。

高級作者、神經放射學家、耶魯大學醫學院放射學和生物醫學影像學助理教授Sam Payabvash博士說，該研究的發現為其他研究提供了重要的機理解釋，這些研究顯示兒童較高的BMI與不良的認知功能和學校表現有關。

“縱向的ABCD研究讓我們有機會觀察體重和BMI z-cores較高的兒童所發生的任何變化，”Payabvash博士說。”我們需要在未來6到10年內進行觀察。”