Structural neurodevelopment at the individual level - a life-course investigation using ABCD, IMAGEN and UK Biobank data - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2023

Structural neurodevelopment at the individual level - a life-course investigation using ABCD, IMAGEN and UK Biobank data

Runye Shi
  • Fonction : Auteur
Shitong Xiang
  • Fonction : Auteur
Tianye Jia
  • Fonction : Auteur
Trevor Robbins
  • Fonction : Auteur
Jujiao Kang
  • Fonction : Auteur
Tobias Banaschewski
  • Fonction : Auteur
Gareth Barker
  • Fonction : Auteur
Arun Bokde
  • Fonction : Auteur
Sylvane Desrivières
  • Fonction : Auteur
Herta Flor
  • Fonction : Auteur
Antoine Grigis
  • Fonction : Auteur
Hugh Garavan
  • Fonction : Auteur
Penny Gowland
  • Fonction : Auteur
Andreas Heinz
  • Fonction : Auteur
Rüdiger Brühl
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Frauke Nees
  • Fonction : Auteur
Dimitri Papadopoulos Orfanos
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Tomáš Paus
  • Fonction : Auteur
Luise Poustka
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Sarah Hohmann
  • Fonction : Auteur
Sabina Millenet
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Juliane Fröhner
  • Fonction : Auteur
Michael Smolka
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Nilakshi Vaidya
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Henrik Walter
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Robert Whelan
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Gunter Schumann
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Xiaolei Lin
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Barbara Sahakian
  • Fonction : Auteur
Jianfeng Feng
  • Fonction : Auteur
Arun L.W. Bokde
  • Fonction : Auteur

Résumé

Abstract Adolescents exhibit remarkable heterogeneity in the structural architecture of brain development. However, due to the lack of large-scale longitudinal neuroimaging studies, existing research has largely focused on population averages and the neurobiological basis underlying individual heterogeneity remains poorly understood. Using structural magnetic resonance imaging from the IMAGEN cohort (n=1,543), we show that adolescents can be clustered into three groups defined by distinct developmental patterns of whole-brain gray matter volume (GMV). Genetic and epigenetic determinants of group clustering and long-term impacts of neurodevelopment in mid-to-late adulthood were investigated using data from the ABCD, IMAGEN and UK Biobank cohorts. Group 1, characterized by continuously decreasing GMV, showed generally the best neurocognitive performances during adolescence. Compared to Group 1, Group 2 exhibited a slower rate of GMV decrease and worsened neurocognitive development, which was associated with epigenetic changes and greater environmental burden. Further, Group 3 showed increasing GMV and delayed neurocognitive development during adolescence due to a genetic variation, while these disadvantages were attenuated in mid-to-late adulthood. In summary, our study revealed novel clusters of adolescent structural neurodevelopment and suggested that genetically-predicted delayed neurodevelopment has limited long-term effects on mental well-being and socio-economic outcomes later in life. Our results could inform future research on policy interventions aimed at reducing the financial and emotional burden of mental illness.

Dates et versions

hal-04471184 , version 1 (21-02-2024)

Identifiants

Citer

Runye Shi, Shitong Xiang, Tianye Jia, Trevor Robbins, Jujiao Kang, et al.. Structural neurodevelopment at the individual level - a life-course investigation using ABCD, IMAGEN and UK Biobank data. 2024. ⟨hal-04471184⟩
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