Science：李玥璇等揭示这种脑细胞帮助婴幼儿与母亲建立情感纽带

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来源：生物世界 2024-07-29

“谁言寸草心，报得三春晖”。在人类的情感纽带中，母爱的重要性毋庸置疑，婴儿具有与生俱来的与母亲形成依恋关系的倾向。这种情感纽带在婴儿的发育中发挥着至关重要的作用，并作为一个安全网，鼓励婴儿探索周围的环境。

母爱是一个安全的基础，有助于减轻婴儿的压力反应（例如哭叫），并使婴儿能够学习和形成对其发育至关重要的联系。因此，识别婴儿大脑中对与母亲作出反应的神经元对于理解大脑和行为发展的神经机制至关重要。

2024年7月25日，耶鲁大学 Marcelo Dietrich 教授团队（博士后李玥璇为第一作者）在国际顶尖学术期刊 Science 上发表了题为：Neurons for infant social behaviors in the mouse zona incerta 的研究论文。

该研究阐明了小鼠幼崽与母亲分离和团聚过程中的情感纽带的神经基础。当小鼠幼崽与母亲团聚时，大脑中未定带（zona incerta，ZI，位于丘脑和豆核束之间的一条由散在细胞组成的灰质带）中表达生长抑素的神经元的活性增加，调节这种神经元群体的活动将影响幼崽的压力反应和学习行为。这表明这些神经元在协调与母亲的关系中发挥关键作用，并对幼鼠的行为和生理产生积极影响。这一发现为哺乳动物母婴关系的形成提供了新线索，帮助人们更好地了解大脑发育如何影响行为。

Neurons for infant social behaviors in the mouse zona incerta 研究论文

婴儿对母亲的反应需要整合多种感官输入。在已知参与这一过程的大脑区域中，未定带（ZI）作为对外部刺激（例如触觉、视觉和听觉等）和内脏信号的整合节点发挥重要作用。

未定带（ZI）主要参与运动控制和感觉处理。这一大脑区域具有独特的发育特征：在产后早期，幼崽的未定带与大脑的其他区域建立密集的神经投射，但在断奶后，这些联系就会退化。因此，研究团队推测，未定带的神经元可能整合婴儿早期社会经验，特别是与母亲的早期社会经验，以调节其社会行为。

在这项最新研究中，研究团队首先测试了断奶前小鼠的未定带神经元是否对与其母亲的社交互动做出反应。为了记录未定带神经元的活动，研究团队使用实时成像技术对16-18日龄幼鼠的未定带区域进行测定。研究团队注意到，当小鼠幼崽与母亲互动时，在它们的未定带区域中，分泌生长抑素的神经元变得更加活跃。

未定带区域神经元对断奶前小鼠的社交互动作出反应

为了测试这些神经元中的活动是否只与母婴互动有关，研究团队观察了小鼠幼崽与其他不熟悉的小鼠（包括其他哺乳期雌鼠、非哺乳期雌鼠和成年雄鼠）在一起时的未定带神经元的活动。此外，他们还测试了未定带神经元是否对其他非生物对象（例如橡皮鸭、小鼠玩偶）有反应。研究结果显示，幼鼠的未定带区域的生长抑素神经元对玩具没有反应，但在与其他成年小鼠、兄弟姐妹以及其他同龄幼崽互动时回在一定程度上被激活。但这种反应并不像它们与母亲在一起时那么强烈。

这些发现表明，小鼠幼崽大脑未定带区域的生长抑素神经元在独特的母婴关系的发展中发挥着关键作用。更通俗的讲，这些神经元似乎可以帮助小鼠识别分辨母亲和其他小鼠。

社会接触激活未定带区域神经元

不仅如此，研究团队还发现，激活未定带区域的生长抑素神经元可以减少与母亲分离的、11日龄的小鼠幼崽的压力反应。与神经元未被激活的幼崽相比，这些幼崽的哭叫更少，压力激素皮质酮的水平更低。

更重要的是，生长抑素神经元被激活的孤立幼崽也学会了与某些气味形成积极的联想，类似于它们在母亲在场时所做的那样。

未定带区域神经元调节幼崽对社会孤立和团聚的反应

有趣的是，尽管大脑未定带区域中的生长抑素神经元在幼鼠的压力反应和学习行为中发挥积极作用，但这些神经元在成年小鼠的研究中显示出截然不同的结果——激活成年小鼠的这些神经元会增加与焦虑和恐惧相关的反应。

在断奶前，未定带区域神经元的激活促进幼崽的压力反应和学习行为

这引发了一个更广泛的问题，即这些神经元在小鼠幼崽和成年小鼠之间是否真的是相同的细胞，如果它们是是相同的细胞，是否因为神经回路的整合而改变了它们的作用。随着小鼠年龄的增长，这些神经回路可能会发生变化，以帮助它们适应一生中不同的压力。

因此，对这些神经元在整个发育过程中的纵向追踪将会揭示哺乳动物从幼崽到成年的神经转变，认知成长过程在大脑中的具体表现，从另一个角度指导我们对“成年”的定义。

参考资料：

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

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

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