根据使用美国最大的大脑发育和儿童健康长期研究的MRI数据进行的新研究，青春期前较高的体重和身体质量指数（BMI）与大脑健康状况不佳有关。在北美放射学会（RSNA）年会上公布的研究结果表明，儿童的肥胖可能对大脑健康产生负面影响。这些发现强调了解决和预防儿童肥胖的重要性，以促进整体大脑健康。
康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学医学院放射学和生物医学成像专业的研究生研究员西蒙娜-卡尔滕豪泽说："我们知道成年后肥胖与大脑健康状况不佳有关。然而，以前对儿童的研究往往集中在小的、特定的研究人群或大脑健康的单一方面。"
在美国，儿童肥胖症是一个重要的公共健康问题。美国疾病控制和预防中心估计，大约20%的美国儿童是肥胖的。
前额叶区域的皮质厚度与体重和BMI测量值呈负相关，这意味着更高的体重和BMI与更低的皮质厚度有关。资料来源：RSNA和西蒙娜-卡尔滕豪斯
Kaltenhauser的研究使用了青少年大脑认知发展（ABCD）研究的成像数据，该研究包括来自全国21个中心的11,878名9-10岁的儿童，以代表美国的社会人口多样性。这个数据集是独一无二的，因为它与美国人口非常接近。
在排除了患有饮食失调、神经发育和精神疾病以及脑外伤的儿童后，研究组包括5169名儿童（51.9%为女性）。根据儿童的BMI z-cores--根据儿童的年龄、性别和身高调整的相对体重的衡量标准，研究组中的超重和肥胖率分别为21%和17.6%。
随着儿童体重指数的增加，白质的完整性受到广泛的损害。受影响最大的是胼胝体，它是两个大脑半球的主要连接器，以及连接几个（额叶、枕叶、顶叶和颞叶）的上纵束。资料来源：RSNA和西蒙娜-卡尔滕豪斯
为了全面了解研究组的大脑健康状况，研究小组评估了结构性核磁共振成像和静止状态功能核磁共振成像（fMRI）的信息，这使研究人员能够通过检测血流的变化来测量大脑活动。通过静止状态核磁共振成像，在大脑处于静止状态时，可以观察到神经区域之间的连接，即静止状态网络。研究人员还评估了来自扩散张量成像--一种有助于评估白质的技术--和限制性频谱成像--一种先进的扩散磁共振成像技术的数据。
在校正了年龄、性别、种族-民族和社会经济地位后，研究小组使用线性模型来确定体重和BMI z-cores与成像指标之间的关联。
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说："令人震惊的是，这些变化在儿童时期就已经很明显了。我们预计体重和BMI z-score较高的儿童的皮质厚度会减少，因为以前在ABCD研究的较小子样本中发现了这一点。然而，我们对白质损伤的程度感到惊讶。"
静态fMRI图像显示，体重和BMI z-cores的增加与涉及认知控制、动机和基于奖励的决策的大脑功能网络的连接减少有关。
BMI和体重的增加不仅与身体健康后果有关，也与大脑健康有关。研究表明，9岁和10岁儿童较高的体重和BMI z-scores与宏观结构、微观结构和功能连接的变化有关，这些变化使大脑健康恶化。
高级作者、神经放射学家、耶鲁大学医学院放射学和生物医学影像学助理教授Sam Payabvash博士说，该研究的发现为其他研究提供了重要的机理解释，这些研究显示儿童较高的BMI与不良的认知功能和学校表现有关。
"纵向的ABCD研究让我们有机会观察体重和BMI z-cores较高的儿童所发生的任何变化，"Payabvash博士说。"我们需要在未来6到10年内进行观察。"