早期压力阻碍小鼠神经元的发育 引起注意力障碍

女性患抑郁症，焦虑症和其他压力相关问题(包括注意力不集中)的可能性大约是男性的两倍，布朗大学神经科学家的新研究揭示了其生物学原因。研究那些母亲用品不足以制作巢穴的老鼠 - 一种人类早期生活 压力的模型- 研究人员发现，只有雌性小鼠出现注意力问题，部分原因是因为它们在大脑部分的“调整”神经元较少。理解规则和调节情绪。

研究结果于11月27日星期二在Cell Reports上发表。“百万美元的问题是：抑郁和焦虑症状的发展是什么，共同出现的注意力问题，为什么压力成为诱发因素?” 布朗认知，语言和心理科学助理教授凯文巴斯说。“如果我们能够理解大脑在早期生活压力下如何以不同方式发展的神经生物学机制，使用我们的动物模型，那么我们就能更好地了解我们需要做些什么类型的事情来让孩子们回到正确的路线上为了健康的大脑发育。“

早年的压力

为了进行研究，研究人员将4天大的老鼠和他们的母亲从标准笼子移到了筑巢材料不足的地方。食物和水仍然很丰富，但母亲经常离开他们的幼崽寻找任何可能作为筑巢材料的东西。因此，与从未从标准笼子移过的对照幼崽相比，幼犬从受压的母亲那里获得的一致性和高度警惕性较低。七天后，老鼠带着他们需要的一切回到笼子里。

巴斯隶属于布朗卡尼脑科学研究所，他表示，这种疾病的目的是反映儿童面临的常见早期压力 - 例如，在一个单亲家庭中长大的孩子。他补充说，以前的研究表明，近60%的人在童年时会经历至少一次重大压力。

研究小组发现，当受压的母亲养育的小鼠幼崽在两个月大的时候成年后，雌性老鼠发现很难使自己的行为适应不断变化的环境。研究人员教导老鼠在具有特定气味和质地的小容器中找到一种零食。一旦他们学会了用一种方式闻到的容器中找到一种食物，研究人员就会改变设置并将食物隐藏在具有不同气味的容器中，Bath说。

巴斯说，这被称为规则逆转学习，并依赖于特定形式的认知灵活性和注意力 - 类似于儿童如何学习不同的家庭与学校行为规则，他补充道。

在早期生活中经历过压力的雌性小鼠花在这个新设置上的时间比对照雌性要长得多，并且在此过程中犯了更多错误。受压的男性以与对照小鼠相同的速度学习新规则。

为了理解学习障碍的神经学因素，研究人员研究了眶额皮层 - 大脑中负责决策的部分，特别是与早期压力和控制小鼠的情绪感和遵循规则有关。他们发现较少的parvalbumin中间神经元，有助于调整其他神经元的活动，在受压的雌性小鼠的那个区域比其他小鼠。大脑的其他重要决策区域具有正常水平的调整神经元。

有趣的是，巴斯说，来自其他实验室的研究发现临床抑郁患者的眶额皮质中的小白蛋白中间神经元数量减少。

该团队使用光遗传学证实了这些神经元对规则逆转学习的重要性 - 这种技术允许科学家使用光来控制特定细胞 - 选择性地关闭包括眶额皮层在内的几个大脑区域的小白蛋白中间神经元。关闭眶额皮质中的小白蛋白中间神经元也阻碍了规则逆转学习。

进一步的研究

巴斯说，研究人员尚不确切知道早期压力模型究竟会导致大脑发育的差异。这可能是母亲的养育行为，或母乳中的压力荷尔蒙。该团队正在使用阻断压力荷尔蒙的药物对小鼠进行更多研究以探索这些问题。

同一研究人员对具有早期生活压力的小鼠进行的先前研究发现，只有雌性小鼠具有抑郁样症状，但是雄性小鼠存在空间推理问题，并且负责基于恐惧的学习的大脑区域成熟得更快。

“看来，由于这种改变的养育方式，男性和女性的大脑发育方式不同，”巴斯说。“女性在情绪和注意力加工方面受到重创，而男性在空间推理能力方面受到重创。”

他补充说，他的团队将进行更多的研究，以了解性别差异的原因。可能的解释包括由于早期激素变化或性别特异性基因导致的特定神经元群体的敏感性差异，脑成熟时间线略有不同或者雄性和雌性幼崽的不同母体护理。

在Bath了解小鼠模型后，目标是了解哪种干预措施或药物可以逆转或减少早期生活压力对神经生物学和行为结果的影响。最终，他的希望是理解如何帮助孩子在极度紧张的经历之后或期间重新开始正确的大脑发育过程。

“我们能否对这些孩子进行一些干预，以基本上降低他们所感受到的压力水平或他们感知的不稳定程度，这可能是改变大脑发育计划的驱动因素?” 巴斯说。“早期的压力并没有打破大脑，而是将其推向不同的发展过程。”

他认为，例如，在战区长大会导致大脑发育，使得孩子有最好的机会发现危险并在那种环境中生存，但这些特征是有害的而不是有益的，当孩子最终进入而是一间教室。

除了开发研究早期生活压力的动物模型的工作外，巴斯还在协助由认知，语言和心理科学助理教授迪斯·阿索以及巴斯配偶领导的研究。这项工作是布朗大脑科学和中东研究专家之间的合作，重点是奖学金和科学如何最好地将援助集中在来自叙利亚和世界各地的难民儿童身上。一个具体目标是了解如何最好地为叙利亚难民提供资源，以减少儿童在以后的生活中患上抑郁症，焦虑症，注意力问题和创伤后应激障碍的风险。