城市長大的女孩更容易早熟，發育“搶跑”或致大腦結構改變

·在感知到環境的不確定性或競爭壓力時，生物體會權衡利弊，將能量優先用于生殖系統的成熟（如提前初潮），從而導致用于神經行為發育的資源減少。

城市化進程帶來了更好的教育和醫療資源，但也伴隨著過度擁擠、污染和激烈的社會競爭。長期以來，流行病學研究發現城市生活與精神分裂癥等精神疾病的高風險相關，但其背后的神經生物學機制一直未被完全解開。近日一項研究指出，童年時期的城市生活強度與女性青春期提前密切相關，而這種發育“搶跑”可能是導致成年后大腦結構改變和特定性格特征的關鍵因素。

該研究日前在線發表在《自然-城市》（Nature Cities）雜志上，作者是來自天津醫科大學總醫院等機構的一支研究團隊。通過對2950名年輕女性的基因、腦影像及環境數據進行分析，研究人員發現，初潮年齡（AAM）在早期城市生活環境與成年大腦及性格特征之間起到了關鍵的中介作用。

“雖然城市化可能有利于獲得教育和醫療保健，但它也帶來了環境和心理社會的挑戰。”論文作者在研究中寫道，“我們試圖驗證生命史理論（Life History Theory），即在充滿壓力或競爭的城市環境中，個體會采取加速生殖成熟的策略，但這可能以犧牲大腦發育和軀體生長為代價。”

這項研究采用了高精度的客觀測量方法——利用衛星遙感數據（建筑密度和夜間燈光）來評估參與者從出生到青春期的“城市化暴露”程度，并結合3.0T磁共振腦成像數據和基因多基因風險評分（PGS），以排除單純遺傳因素的干擾。研究團隊對來自中國影像遺傳學（CHIMGEN）隊列的2950名健康年輕漢族女性進行了深入分析。

研究發現，早年生活環境的城市化程度越高，女性的初潮年齡越早。這種生理上的早熟與成年后內側前額葉皮層（MPFC）的灰質體積減少顯著相關，而該區域是處理情緒、決策和社會認知的關鍵腦區。

在統計學模型中，初潮年齡顯著介導了城市化環境對大腦結構的影響。具體而言，城市環境中的高壓力（如家庭社會經濟地位壓力、空氣污染等）促使機體調整資源分配，加速性成熟，而過早暴露于性激素可能導致前額葉皮層的突觸修剪過度或發育改變。

除了大腦結構，研究還發現性格特征也受此路徑影響。早年城市化暴露越高、初潮越早的女性，在成年后的“宜人性”（Agreeableness）和“獎賞依賴”（Reward Dependence）這兩個性格維度上的得分越低。這意味著她們可能表現出較低的親和力與社會依戀感，這種性格特征通常被認為是心理健康的風險因素。

為了驗證這些改變的臨床意義，研究團隊將研究結果與精神分裂癥（SCZ）和重度抑郁癥（MDD）患者的腦影像及性格數據進行了元分析對比。

結果表明，那些受城市化和早熟影響最顯著的大腦區域（如內側前額葉皮層）和性格特征（低宜人性、低獎賞依賴），與精神分裂癥和抑郁癥患者表現出的損傷模式高度重疊。

這意味著，在城市環境中長大的女孩，由于環境壓力導致的青春期提前，可能使她們的大腦和心理特征向易感精神疾病的方向偏移。例如，內側前額葉皮層的體積減少在精神分裂癥患者中尤為典型。

該研究詳細推測了這種機制的生物學基礎。根據生命史理論，在感知到環境的不確定性或競爭壓力時，生物體會權衡利弊，將能量優先用于生殖系統的成熟（如提前初潮），從而導致用于神經行為發育的資源減少。此外，城市環境中的高熱量飲食、光污染以及內分泌干擾物也可能通過激活下丘腦-垂體-性腺軸（HPG軸）加速這一過程。

“我們的研究表明，生命史理論可以作為一個機制框架，解釋早年城市生活如何影響女性的成年大腦和與精神障礙相關的性格特征。”作者們表示，“這一發現提示我們，初潮年齡可能作為一個發育脆弱性的生物標志物，用于識別高風險兒童并進行早期干預。”

這項研究不僅深化了我們對“環境-大腦-心理”復雜相互作用的理解，也為城市規劃和公共衛生政策提供了科學依據——通過改善城市環境（如增加綠地、控制污染、減輕社會心理壓力），或許能緩解這種發育上的“代償性權衡”，從而保護青少年的大腦健康。

參考文獻：

Guo, L., Liu, F., Zhu, W. et al. Pathways from early-life urbanicity to adult neurobehavioral traits via menarche timing. Nat Cities (2025). https://doi.org/10.1038/s44284-025-00352-5