子曰：“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。”
这段跨越千年的智慧，描绘出了人生不同阶段理想的精神境界与认知状态，也隐含着一个共识：我们的心智能力并非静止不变，而是随着年龄增长，通过学习和修养得以逐步深化与拓展。这种升华的背后，离不开一个持续演变的生理基础：我们的大脑。
有趣的是，关于大脑如何随年龄变化，科学界和社会认知也在不断更新。不久前，我们就撰写了一篇推文，两项研究推翻了“人越老，脑子越笨”的刻板印象，指出55-60岁或许是综合认知能力的“黄金年龄”——虽然像处理速度、短期记忆这样的“流体智力”在年轻时达到顶峰，但关乎情绪管理、社会判断、复杂决策的“晶体智力”与综合智慧，却能在中年持续攀升。甚至，大脑在晚年仍保有生成新神经元的潜力，终身都蕴藏着适应的弹性！
很多读者朋友们也在后台给我们留言说确实感受如此，并备受鼓舞。那么，一个随之而来的、更根本的问题出现了：大脑究竟是如何规划其一生的发展与变化的？是否存在一个内在的、连贯的“时间轴”或“路线图”？
今天，我们将一起解读的这项发表于《自然·通讯》的重磅研究，正是为了回答这个问题。它不再局限于某个年龄段或单一能力，而是绘制了一幅覆盖全生命周期的“大脑结构网络演变全景图”。由剑桥大学等机构的科学家领衔，这项研究整合了横跨0-90岁的九大数据集、超过4200人的脑成像数据，并借助前沿的流形学习技术，做了一件前所未有的工作：清晰识别出人一生中四个关键的“拓扑转折点”（大约在9岁、32岁、66岁和83岁），并以此将大脑的结构网络发育划分为五个特征鲜明的“时代”。研究发现，大脑的“性能巅峰期”根本不是我们认为的 20 多岁，而恰恰是在“而立之年”的32 岁！
DOI: 10.1038/s41467-025-65974-8
大数据研究：4216 人横跨 90 年
为了摸清大脑拓扑结构的终身变化规律，研究团队整合了 dHCP、BCP、HCP 等 9 个国际数据集，覆盖从新生儿到 90 岁老人的 4216 名受试者，是目前规模最大、年龄跨度最广的脑网络拓扑研究。
研究核心是分析 12 项脑网络拓扑指标，比如衡量信息传递效率的“全局效率”、反映功能分区的模块化、标记关键节点重要性的介数中心性等。这些指标就像大脑的“性能仪表盘”，能精准显示神经连接的组织效率和功能状态。
大脑有四个转折点，划分五个“大脑纪元”
研究者创新性地开发了一套算法，在数百种参数下生成拓扑特征的流形图谱，并拟合其随年龄变化的轨迹，最终寻找到轨迹方向发生根本性改变的 “拐点” 。那些被反复、稳定识别出的拐点，即被定义为关键的 “拓扑转折点”。
图：本研究的数据集、人口统计、方法示意图
通过UMAP技术对高维数据进行降维与可视化分析，研究团队发现，大脑的发育绝非匀速直线前进，而是在四个关键年龄实现了“战略换挡”。其中，32岁被证明是最剧烈的“性能颠覆点”！
图：转折点的定义
第一纪元：婴儿与童年期（0-9岁）
这个阶段，大脑网络正从出生时已具备的、类似成人的基础“骨架”（拥有核心枢纽、模块等），经历剧烈的精细化调整。如下图所示，网络的密度（连接数量占比）在出生时最高，随后下降。同时，网络的强度（连接权重之和）则持续线性增加。这意味着，大脑正在“修剪”掉一些较弱的连接，同时强化重要的连接，从一种“广撒网”的密集弱连接模式，转向更经济、更高效的稀疏强连接模式。
而此时，我们也迎来了人生的第一个拓扑转折点！9 岁时人类大脑从“婴儿期全连接模式”转向“童年期局部精细化模式”——全局效率下降，但聚类系数（局部节点连接紧密程度）升高（λ=0.04），标志着童年期拓扑发展轨迹的结束。
这个转折点与已知的神经发育里程碑高度吻合：此时大脑突触修剪进入后期，白质髓鞘化快速推进，同时也是青春期启动、认知与社会情感能力发生飞跃的时期。研究提示，这个转折点可能也与儿童期后期心理健康风险升高的窗口期有关。
图：整个生命周期内总网络连接性的变化
第二纪元：青春期至成年早期（9-32岁）
这是大脑拓扑发展轨迹最长、变化最剧烈的一个阶段。全局效率在约29岁时达到一生峰值，而特征路径长度（信息传输所需平均步长）则在同期达到最低谷，这意味着此时大脑的信息全局传输效率最高。小世界属性（同时具备高聚类和短路径的理想网络特征）在此阶段预测年龄的能力最强，表明大脑正变得既“专业化”（局部聚类高）又“一体化”（全局路径短）。
这也是 32 岁左右人在流体智力、信息处理速度上达峰的关键——比如前额叶（决策）、顶叶（注意力）、颞叶（记忆）能无缝协同，更重要的是，此时白质纤维的完整性和体积也处于最佳状态（29-36 岁），大脑“硬件”与“软件”完美适配。因此可以说，30岁出头不仅仅是社会文化意义上的“而立之年”，更是大脑结构网络达到巅峰整合效率的“生理成年礼”！
此后，大脑的发展轨迹开始转向。
图： 密度调控网络中生命周期内的拓扑变化
第三纪元：成年中期（32-66岁）
这个跨越三十多年的阶段，拓扑变化的节奏较前两个纪元放缓。最显著的特征是局部效率和聚类系数持续线性上升，成为预测年龄的关键（下图d所示）。这意味着，脑区内部局部集群内的连接在持续增强。与此同时，全局整合效率开始缓慢下降，网络整体上变得更偏向“分离”或“模块化”。
这或许反映了成年中期认知风格的成熟——在特定领域知识或技能上日益精深（局部聚类增强），而全脑范围的、需要极高速度的信息整合需求略有降低。
此时，第三个转折点来了！66 岁的转折点却并没有前两次的“大动作”——没有伴随拓扑指标相关方向的显著改变，但主成分分析（PCA）显示，在此前后，代表整合、分离和中心性的所有主要成分都发生了显著偏移。66 岁这个点更像是一个“加速”或“转向”的枢纽。它标志着一个新阶段的开始：大脑开始“战略收缩”，倾向于逐渐修剪冗余弱连接，保留核心通路（如默认网络），模块化程度回升，减少脑区间干扰，来保障记忆、决策等核心功能稳定。并且，这个年龄的大脑拓扑变化也常与一些健康转折点（如高血压发病率变化、认知衰退风险初步显现）相关联。
图：生命五个拓扑时期内的拓扑变化
第四纪元与第五纪元：老年早期（66-83岁）与老年晚期（83-90岁）
在生命最后的这两个阶段，年龄与拓扑指标之间的关联性整体减弱。在66-83岁，模块化是主导的变化，大脑网络更加分化为内部连接紧密、彼此相对独立的模块。进入83岁以后，只有子图中心性（衡量节点在局部连接网络中的重要性的指标）仍与年龄显著相关（如上图b，c所示）。
这意味着，在晚年，个别脑区（如枕叶的楔叶、中央后回等）在局部网络中的枢纽作用增强，可能是一种代偿或重塑机制。当然，研究者也谨慎指出，最后一个纪元样本量较小，统计效力低，这一结论需要未来更大样本的验证。
综合所有分析，研究给出了下图这张总结图，清晰地展示了一生中四个转折点的不同特性：32岁是变化最剧烈的“巅峰转折点”；9岁和83岁是方向明确的“起止点”；而66岁则是发展模式深刻转变的“静默枢纽点”。
图：生命五个拓扑时期内的拓扑变化
小结
由此，这项研究给了我们新的启示：30岁上下并非衰退的起点，而是大脑真正完成“基础建设”、进入“最佳性能期”的黄金开端。你的大脑在32岁左右，其结构网络的整合效率才达到巅峰，软硬件协同处于一生中的最优状态。
所以，如果你正处在迷茫、困惑或觉得不得志的年纪，请不要过度焦虑。这很可能是因为你的大脑尚未抵达它精心规划的“最佳状态区间”，其潜力仍在有条不紊地按阶段释放。又或者，你正处在两个“大脑纪元”之间的转型过渡期——就像季节交替需要时间一样，认知结构的优化重组，也自然需要一段沉淀与适应。
不过，正如孔子在千年前揭示的成长阶梯：保持学习、持续探索、积极修养，才是我们应对一切变化最好的“大脑养料”~
参考文献：
Mousley A, Bethlehem RAI, Yeh FC, Astle DE. Topological turning points across the human lifespan. Nat Commun. 2025 Nov 25;16(1):10055. doi: 10.1038/s41467-025-65974-8. PMID: 41290675; PMCID: PMC12647875.
撰文｜云舒
编辑 | lcc
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