人的毕生发展中,儿童青少年期是生理心理发展最为迅速的阶段,其短短十多年对个体未来的发展至关重要。大脑是中枢神经系统中最复杂的结构,它不仅是调节各个机体功能的器官,也是认知、情感、行为等高级神经活动的物质基础。了解大脑的发展变化规律对于理解我们人类自己具有非常重要的意义。得益于核磁共振成像技术,近二十年对大脑结构发展的研究取得了飞速的进步,不同脑区的发育规律得以揭示,然而大部分研究的研究对象为国外儿童青少年,国内的研究较少。另一方面,前人基于双生子和家庭研究发现大脑不同皮层结构指标都具有非常高的遗传度。然而,皮层发育变化的生物学机制目前尚不清楚。近几年公开的人脑转录图谱数据库为解答这一问题提供了可能,利用这一数据库,研究者可探究基因表达的空间模式与大脑结构或功能属性空间分布的关系。另外,目前大部分脑影像研究中存在一个共同的问题,要么数据样本量少,结果缺乏统计力;要么数据量大,但来自于多个站点,结果会受到站点效应的影响。因此,本研究拟结合单站点大样本的儿童青少年核磁影像数据和人脑转录图谱数据库,探究国内儿童青少年皮层形态上不同脑区的发展规律及其底层的基因转录表达模式。研究一旨在探究国内儿童青少年皮层形态上不同脑区的发展规律。本研究于同一个站点采集了516例年龄范围在6岁至17岁的正常发育未成年个体核磁共振结构像数据,通过分析得到每位参与者皮层上308个脑区各自的平均厚度及皮层表面积。采用一般线性模型建立年龄与皮层厚度及皮层表面积之间的关系发现:1)与前人研究结果一致,儿童青少年期大脑的平均皮层厚度随年龄呈现显著下降的趋势（r=-0.576,p<0.001）;2)在儿童青少年大脑皮层的发展中,相比皮层表面积,皮层厚度存在更大的规律性,各个脑区的皮层表面积随年龄变化均不显著,而大部分脑区皮层厚度随年龄变化显著,相比其它脑区,左脑和右脑内外侧眶额叶的皮层厚度存在更快速率的萎缩（左脑外侧眶额叶变化率（归一化后）:-1～-0.48;左脑内侧眶额叶:-0.94～-0.72;右脑外侧眶额叶:-0.99～-0.53;右脑内侧眶额叶:-0.85～-0.55;3）,相比初级皮层区域,儿童青少年期的联合皮层区域如默认网络的皮层厚度变化速率更快;4)局部皮层厚度变化规律存在较大的一致性。研究二的目的在于揭示儿童青少年皮层厚度发展模式的基因转录表达模式。通过将基因转录表达数据与儿童青少年皮层厚度发展模式做偏最小二乘回归分析,利用置换检验发现,偏最小二乘回归第一主成分对儿童青少年皮层厚度发展模式的解释率（30.67%）存在较高的显著性（pspin=0.009）。Bootstrap分析发现共1728个基因的转录表达量与儿童青少年皮层厚度发展模式显著正相关,即这些基因在皮层发展过程中过量表达;共1885个基因的转录表达量与儿童青少年皮层厚度发展模式显著负相关,这些基因在皮层发展过程中的表达量显著降低。基于基因本体论的富集分析发现过量表达基因富集于氧化还原过程（pFDR=3.95e-29）、线粒体组织（pFDR=3.43e-27）等生物学过程,表达量显著降低的基因富集于细胞周期负调控（pFDR=3.67e-14）、突触组织（pFDR=1.30e-7）等生物学过程。所属细胞类型分析发现过量表达基因主要作用于星形胶质细胞（n=117,pFDR=0.011）和小神经胶质细胞（n=142,pFDR<0.001）;表达量降低的基因主要作用于兴奋性神经元（n=239,pFDR<0.001）和抑制性神经元细胞（n=174,pFDR<0.001）。基于独立样本的验证性分析发现,发现集与验证集的第一主成分得分有非常高的相关性（r=0.713,p<0.001）,分析得到的基因有较高的重叠率（55.70%;56.64%）,基因所属细胞类型完全一致。基于独立样本的特异性分析发现,基因转录表达与人类成年晚期的皮层厚度发展没有显著关系。综上所述,本研究发现儿童青少年的皮层厚度随着年龄的发展呈不同速率的减小趋势,其中高级功能脑区如默认网络脑区的皮层厚度减小更快,而低级功能脑区如感知运动网络脑区的皮层厚度没有发生显著的减小。且这一皮层厚度空间发展模式与基因转录表达密切相关,不同生物学过程相互作用共同促进儿童青少年皮层厚度的发展。星形胶质细胞、小神经胶质细胞、兴奋性神经元及抑制性神经元在儿童青少年期皮层的发展中起着重要的作用。进一步的验证性分析和特异性分析也使得研究结果更为完善丰富。本研究揭示了儿童青少年皮层发展的底层基因转录表达模式,对更好理解儿童青少年大脑皮层的发育、基因以及认知行为三者间的关系具有一定的贡献,为未来神经发育性障碍的研究提供了 一定的参考。