Science：李玥璇等揭示這種腦細(xì)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(bào)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(gè)安全網(wǎng)，鼓勵(lì)嬰兒探索周圍的環(huán)境。

“誰言寸草心，報(bào)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(gè)安全網(wǎng)，鼓勵(lì)嬰兒探索周圍的環(huán)境。

母愛是一個(gè)安全的基礎(chǔ)，有助于減輕嬰兒的壓力反應(yīng)（例如哭叫），并使嬰兒能夠?qū)W習(xí)和形成對其發(fā)育至關(guān)重要的聯(lián)系。因此，識(shí)別嬰兒大腦中對與母親作出反應(yīng)的神經(jīng)元對于理解大腦和行為發(fā)展的神經(jīng)機(jī)制至關(guān)重要。

2024年7月25日，耶魯大學(xué) Marcelo Dietrich 教授團(tuán)隊(duì)（博士后李玥璇為第一作者）在國際頂尖學(xué)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(tuán)聚過程中的情感紐帶的神經(jīng)基礎(chǔ)。當(dāng)小鼠幼崽與母親團(tuán)聚時(shí)，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(xì)胞組成的灰質(zhì)帶）中表達(dá)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(dòng)將影響幼崽的壓力反應(yīng)和學(xué)習(xí)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(dòng)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(yīng)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(diǎn)發(fā)揮重要作用。

未定帶（ZI）主要參與運(yùn)動(dòng)控制和感覺處理。這一大腦區(qū)域具有獨(dú)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(huì)退化。因此，研究團(tuán)隊(duì)推測，未定帶的神經(jīng)元可能整合嬰兒早期社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，特別是與母親的早期社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，以調(diào)節(jié)其社會(huì)行為。

在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)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(dòng)做出反應(yīng)。為了記錄未定帶神經(jīng)元的活動(dòng)，研究團(tuán)隊(duì)使用實(shí)時(shí)成像技術(shù)對16-18日齡幼鼠的未定帶區(qū)域進(jìn)行測定。研究團(tuán)隊(duì)注意到，當(dāng)小鼠幼崽與母親互動(dòng)時(shí)，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(dòng)作出反應(yīng)

為了測試這些神經(jīng)元中的活動(dòng)是否只與母嬰互動(dòng)有關(guān)，研究團(tuán)隊(duì)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(shí)的未定帶神經(jīng)元的活動(dòng)。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(yīng)。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(yīng)，但在與其他成年小鼠、兄弟姐妹以及其他同齡幼崽互動(dòng)時(shí)回在一定程度上被激活。但這種反應(yīng)并不像它們與母親在一起時(shí)那么強(qiáng)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(dú)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(shí)別分辨母親和其他小鼠。

社會(huì)接觸激活未定帶區(qū)域神經(jīng)元

不僅如此，研究團(tuán)隊(duì)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(yīng)。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(xué)會(huì)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(shí)所做的那樣。

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

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(yīng)和學(xué)習(xí)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(huì)增加與焦慮和恐懼相關(guān)的反應(yīng)。

在斷奶前，未定帶區(qū)域神經(jīng)元的激活促進(jìn)幼崽的壓力反應(yīng)和學(xué)習(xí)行為

這引發(fā)了一個(gè)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(xì)胞，如果它們是是相同的細(xì)胞，是否因?yàn)樯窠?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(huì)發(fā)生變化，以幫助它們適應(yīng)一生中不同的壓力。

因此，對這些神經(jīng)元在整個(gè)發(fā)育過程中的縱向追蹤將會(huì)揭示哺乳動(dòng)物從幼崽到成年的神經(jīng)轉(zhuǎn)變，認(rèn)知成長過程在大腦中的具體表現(xiàn)，從另一個(gè)角度指導(dǎo)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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