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CPHI制藥在線 資訊 Science:李玥璇等揭示這種腦細胞幫助嬰幼兒與母親建立情感紐帶

Science:李玥璇等揭示這種腦細胞幫助嬰幼兒與母親建立情感紐帶

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來源:生物世界
  2024-07-29
“誰言寸草心,報得三春暉”。在人類的情感紐帶中,母愛的重要性毋庸置疑,嬰兒具有與生俱來的與母親形成依戀關(guān)系的傾向。?這種情感紐帶在嬰兒的發(fā)育中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,并作為一個安全網(wǎng),鼓勵嬰兒探索周圍的環(huán)境。
       “誰言寸草心,報得三春暉”。在人類的情感紐帶中,母愛的重要性毋庸置疑,嬰兒具有與生俱來的與母親形成依戀關(guān)系的傾向。 這種情感紐帶在嬰兒的發(fā)育中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,并作為一個安全網(wǎng),鼓勵嬰兒探索周圍的環(huán)境。
       母愛是一個安全的基礎(chǔ),有助于減輕嬰兒的壓力反應(例如哭叫),并使嬰兒能夠?qū)W習和形成對其發(fā)育至關(guān)重要的聯(lián)系。因此,識別嬰兒大腦中對與母親作出反應的神經(jīng)元對于理解大腦和行為發(fā)展的神經(jīng)機制至關(guān)重要。
       2024年7月25日,耶魯大學 Marcelo Dietrich 教授團隊(博士后李玥璇為第一作者)在國際頂尖學術(shù)期刊 Science 上發(fā)表了題為:Neurons for infant social behaviors in the mouse zona incerta 的研究論文。
       該研究闡明了小鼠幼崽與母親分離和團聚過程中的情感紐帶的神經(jīng)基礎(chǔ)。當小鼠幼崽與母親團聚時,大腦中未定帶(zona incerta,ZI,位于丘腦和豆核束之間的一條由散在細胞組成的灰質(zhì)帶)中表達生長抑素的神經(jīng)元的活性增加,調(diào)節(jié)這種神經(jīng)元群體的活動將影響幼崽的壓力反應和學習行為。這表明這些神經(jīng)元在協(xié)調(diào)與母親的關(guān)系中發(fā)揮關(guān)鍵作用,并對幼鼠的行為和生理產(chǎn)生積極影響。這一發(fā)現(xiàn)為哺乳動物母嬰關(guān)系的形成提供了新線索,幫助人們更好地了解大腦發(fā)育如何影響行為。
  
Neurons for infant social behaviors in the mouse zona incerta 研究論文
  
       嬰兒對母親的反應需要整合多種感官輸入。在已知參與這一過程的大腦區(qū)域中,未定帶(ZI)作為對外部刺激(例如觸覺、視覺和聽覺等)和內(nèi)臟信號的整合節(jié)點發(fā)揮重要作用。
       未定帶(ZI)主要參與運動控制和感覺處理。這一大腦區(qū)域具有獨特的發(fā)育特征:在產(chǎn)后早期,幼崽的未定帶與大腦的其他區(qū)域建立密集的神經(jīng)投射,但在斷奶后,這些聯(lián)系就會退化。因此,研究團隊推測,未定帶的神經(jīng)元可能整合嬰兒早期社會經(jīng)驗,特別是與母親的早期社會經(jīng)驗,以調(diào)節(jié)其社會行為。
       在這項最新研究中,研究團隊首先測試了斷奶前小鼠的未定帶神經(jīng)元是否對與其母親的社交互動做出反應。為了記錄未定帶神經(jīng)元的活動,研究團隊使用實時成像技術(shù)對16-18日齡幼鼠的未定帶區(qū)域進行測定。研究團隊注意到,當小鼠幼崽與母親互動時,在它們的未定帶區(qū)域中,分泌生長抑素的神經(jīng)元變得更加活躍。
   
未定帶區(qū)域神經(jīng)元對斷奶前小鼠的社交互動作出反應

未定帶區(qū)域神經(jīng)元對斷奶前小鼠的社交互動作出反應

       為了測試這些神經(jīng)元中的活動是否只與母嬰互動有關(guān),研究團隊觀察了小鼠幼崽與其他不熟悉的小鼠(包括其他哺乳期雌鼠、非哺乳期雌鼠和成年雄鼠)在一起時的未定帶神經(jīng)元的活動。此外,他們還測試了未定帶神經(jīng)元是否對其他非生物對象(例如橡皮鴨、小鼠玩偶)有反應。研究結(jié)果顯示,幼鼠的未定帶區(qū)域的生長抑素神經(jīng)元對玩具沒有反應,但在與其他成年小鼠、兄弟姐妹以及其他同齡幼崽互動時回在一定程度上被激活。但這種反應并不像它們與母親在一起時那么強烈。
       這些發(fā)現(xiàn)表明,小鼠幼崽大腦未定帶區(qū)域的生長抑素神經(jīng)元在獨特的母嬰關(guān)系的發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。更通俗的講,這些神經(jīng)元似乎可以幫助小鼠識別分辨母親和其他小鼠。
 
社會接觸激活未定帶區(qū)域神經(jīng)元

社會接觸激活未定帶區(qū)域神經(jīng)元

       不僅如此,研究團隊還發(fā)現(xiàn),激活未定帶區(qū)域的生長抑素神經(jīng)元可以減少與母親分離的、11日齡的小鼠幼崽的壓力反應。與神經(jīng)元未被激活的幼崽相比,這些幼崽的哭叫更少,壓力激素皮質(zhì)酮的水平更低。
       更重要的是,生長抑素神經(jīng)元被激活的孤立幼崽也學會了與某些氣味形成積極的聯(lián)想,類似于它們在母親在場時所做的那樣。
   
未定帶區(qū)域神經(jīng)元調(diào)節(jié)幼崽對社會孤立和團聚的反應

未定帶區(qū)域神經(jīng)元調(diào)節(jié)幼崽對社會孤立和團聚的反應

       有趣的是,盡管大腦未定帶區(qū)域中的生長抑素神經(jīng)元在幼鼠的壓力反應和學習行為中發(fā)揮積極作用,但這些神經(jīng)元在成年小鼠的研究中顯示出截然不同的結(jié)果——激活成年小鼠的這些神經(jīng)元會增加與焦慮和恐懼相關(guān)的反應
    
在斷奶前,未定帶區(qū)域神經(jīng)元的激活促進幼崽的壓力反應和學習行為

在斷奶前,未定帶區(qū)域神經(jīng)元的激活促進幼崽的壓力反應和學習行為

       這引發(fā)了一個更廣泛的問題,即這些神經(jīng)元在小鼠幼崽和成年小鼠之間是否真的是相同的細胞,如果它們是是相同的細胞,是否因為神經(jīng)回路的整合而改變了它們的作用。隨著小鼠年齡的增長,這些神經(jīng)回路可能會發(fā)生變化,以幫助它們適應一生中不同的壓力。
       因此,對這些神經(jīng)元在整個發(fā)育過程中的縱向追蹤將會揭示哺乳動物從幼崽到成年的神經(jīng)轉(zhuǎn)變,認知成長過程在大腦中的具體表現(xiàn),從另一個角度指導我們對“成年”的定義。

       參考資料

       1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk7411

       2. https://www.nature.com/articles/d41586-024-02470-x

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