童年期的社会隔离会破坏特定大脑回路

释放双眼,带上耳机,听听看~!

孤独会对心理健康产生严重威胁。尽管数字时代的我们可以通过社交平台建立更加紧密的链接,但是互联网时代青少年的内心也越来越孤独。COVID-19的大流行迫使许多国家关闭了学校,实行了社会隔离政策,并因此放大了人们对社会隔离,以及孤独带来的心理后果的认识。

虽然研究表明,幼儿时的社会隔离会对成年哺乳动物的大脑和行为有着重要的影响,但其潜在的神经回路机制仍知之甚少。

西奈山伊坎医学院的一个研究小组现在已发现,如果幼崽期的小鼠遭受了社会隔离,那么它们的内侧前额叶皮层( medial prefrontal cortex neurons mPFC, mPFC是大脑中调节社交行为的关键部分)中的特定脑细胞亚群就极易受到影响,如果这些细胞受损,小鼠成年后就会出现人际交往的问题。

这项研究结果发表在8月31日出版的《自然·神经科学》杂志上,科学家以前并不知道这些细胞还有一种特定的功能——即,内侧前额叶皮层的神经元将信号投射到后脑室旁丘脑(the posterior paraventricular thalamus pPVT)这个中继脑区,然后再将信号传递给大脑奖赏回路各组成部分。如果这一发现在人类身上得到复制,它就有可能找到治疗那些和隔离有关的精神疾病的方法。

精神病学副教授Hirofumi Morishita博士说:“我们不仅确定前额叶皮层在儿童时期特别容易受到社会隔离影响,而且,还证明了这个被我们识别的易受影响的回路是治疗社会行为缺陷的的靶点。通过刺激成年后投射到丘脑区的特定前额叶回路,我们能够挽救青少年社会隔离造成的社交能力缺失。”

Morishita是西奈山伊坎医学院的神经科学和弗里德曼脑研究所Mindich儿童健康与发展研究所的教员。

这项研究的特色在于研究小组发现,如果让雄性小鼠会断奶后立即进行两周社会隔离,那么就会导致成年后暴露在社交场景期间无法激活投射到脑室旁丘脑的内侧前额叶皮质神经元。

研究人员发现,发育期遭受隔离,会导致投射到脑室旁丘脑的前额叶神经元的兴奋性降低,同时其他相关神经元的抑制性输入也会增加,这表明青少年社会隔离导致的社交能力缺陷背后存在一种回路机制。

为了确定急性恢复脑室旁丘脑的前额叶投射活动是否足以改善在发育期被隔离的成年小鼠的社交能力缺陷,研究小组采用了一种被称为光遗传学的技术来选择性地刺激前额叶向脑室旁丘脑的投射。

研究人员还在研究中使用了化学遗传学技术。虽然光遗传学使研究人员能够用光脉冲刺激自由运动的动物的特定神经元,但化学遗传学允许对细胞群体进行非侵入性的化学控制。研究人员在使用了这两种技术后发现,一旦施加了光脉冲或注射了药物,它们的社会互动行为就能够迅速增加。

Morishita博士说:“我们在实施刺激之前先要核实这些小鼠是否存在行为缺陷,我们在进行刺激的同时会核实这些隔离行为,研究发现在实施这些刺激的时候,小鼠的社会行为缺陷得到了逆转。”

鉴于社交行为缺陷是许多神经发育和精神疾病(如自闭症和精神分裂症)的一个共同特征,识别与之有关的特定前额叶神经元,将能够改善一系列精神疾病共有的社会行为缺陷的治疗靶点。今后可以通过经颅磁刺激和/或经颅直流电刺激等技术进行对这项研究中确定的回路进行调节。

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