早期生活压力加速了雄鼠大脑关键区域的成熟
要理解儿童早期的压力会造成终生的心理问题,只需要直觉,但科学家才刚刚开始解释这些问题是如何在大脑中出现的。例如,他们观察到,生命早期产生的压力会减弱神经生长。现在,一项对暴露在压力下的雄性小鼠的研究表明,海马体的一个特殊区域,早早地达到了许多发育里程碑——在应对压力时成熟得更快。
这一发现首次在老鼠的整个发育过程中追踪并报告了与压力相关的大脑区域的早熟迹象,这可能为“早期面临逆境的孩子不得不“成长得太快”这一说法提供了一些神经科学依据。
该研究的第一作者、布朗大学认知、语言和心理科学助理教授凯文·巴斯说,他开始好奇大脑的某些区域是否成熟得更快,因为他和其他研究人员在人类和啮齿动物身上进行的观察都显示出某些特征,比如受恐惧驱动的学习和记忆,早期生活压力(ELS)后,性发育和大脑某些区域之间的神经连接加速,而不是阻碍。其中一些特质,特别是记忆和情绪调节,与海马体有关。
巴斯说:“有许多不同的指标表明(早熟)可能正在发生。”“我们想仔细评估这一点,并观察一些不同的标志物,不仅是这些动物的生长,也包括它们的成熟,并不仅在行为水平上,而且在神经分子水平上进行测量。”
这项研究由布朗大学的研究生加布里埃拉·曼扎诺-尼维斯和海莉·威尔威尔共同撰写,发表在该杂志的网上激素和行为。
生命早期的实验
实验应力引入老鼠在这项研究中,母亲对孩子进行了一段时间的分散照顾,这种情况类似于在经济困难的单亲家庭中成长的孩子。
在第4天,幼崽和它们的母亲从标准的笼子转移到母亲可以用来筑巢的材料不足的笼子。食物和水仍然充足,但母亲的反应很焦虑,经常离开去寻找任何可能作为筑巢材料的东西。因此,与从未从标准笼子中移动过的实验对照组相比,幼崽从它们忙碌和分心的母亲那里得到的持续和细心的照顾更少。在接受这种操作一周后(对于那些从出生到成年只需要8周的老鼠来说,这段时间是相当长的),这些老鼠带着它们需要的一切回到笼子里。
然而,到那时,ELS的效果已经开始显现。Bath和他的合作者对4到50天的老鼠(当老鼠进入成年早期)进行了几项测量,以追踪在ELS小鼠和没有压力的对照组小鼠之间海马体发育的变化。
他们发现,ELS小鼠从出生到成年早期的七周内,其海马状突起的成熟速度明显更快,从计数特定的细胞群体,到测量行为,再到基因表达。
基于对基因表达和细胞计数的测量,研究小组发现,小白蛋白中间神经元的发育大约提前了一周,在ELS小鼠中,到第21天达到了在ELS小鼠中没有发现的数量控制老鼠直到28天。在其他测量中,研究小组发现,突触受体亚单位的发育变化比计划提前9天左右发生,而这些亚单位对学习的发育变化很重要。他们还发现,神经交流的关键发育过程髓鞘化也提前了一周多开始。
他们还研究了由海马体控制的行为特征。老鼠可以习惯于将电击与特定的位置联系起来,这样当它们回到那个位置时就会因恐惧而僵住。但巴斯发现,在海马体成熟的大约一周时间里,这种冻结行为会暂时消失。在新的研究中,他发现情况仍然如此,但ELS小鼠的恐惧反应暂时停止的时间比对照小鼠早一周。
此外,在他们的研究中,该团队证实了先前研究人员的发现,即神经生长总体下降。
发展的权衡?
巴斯说,研究结果显示海马发育减慢但成熟较快,这似乎支持了一个基于进化的假设,即老鼠——也许还有人——将ELS解释为一种提示,以适应大脑发育,以适应一个似乎不太可能长期生存的世界。
巴斯说:“就发展而言,压力可能提供了环境适宜性的信号。”
老鼠可能会投资于加速更原始系统的成熟,比如海马体,以支持短期优先事项,而不是长期投资于大脑皮层中学习规则和抑制情绪反应的优化系统。巴斯推测,当务之急是争分夺秒地活下去,以便至少繁殖一次。
巴斯说:“进化的推动力是让你把基因传递下去。”“我们假设,压力推动了发育资源的重新分配,从完整大脑的发育到对繁殖很重要的边缘结构的发育。”
巴斯说,要想确切地知道——并了解心理健康医生如何帮助那些早年经历过压力的人——还需要做更多的工作。他正在进行几项研究,包括研究雌性老鼠根据观察,女性在应对压力时出现问题的可能性是男性的两倍,而人类女孩也有过这种经历早期的生活压力导致月经初潮更早。他还在追踪加速成熟特征的行为含义(例如,小白蛋白中间神经元的早期丰度),测量大脑的其他区域的成熟是加速还是延迟,并研究加速成熟背后的遗传机制,以理解为什么有些人对ELS暴露具有抵抗力。
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