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情绪神经元在青春期成熟

导读研究人员在杏仁核中发现了一组神秘的神经元 - 这是大脑情绪处理的重要中心 - 在整个童年时期都处于不成熟的产前发育状态。大多数这些细...

研究人员在杏仁核中发现了一组神秘的神经元 - 这是大脑情绪处理的重要中心 - 在整个童年时期都处于不成熟的产前发育状态。大多数这些细胞在青春期迅速成熟,表明在大脑的情绪发展中起关键作用,但有些细胞在整个生命过程中都保持不成熟,这表明大脑如何在整个生命过程中保持其情绪反应的灵感。

研究的主要作者,前加州大学旧金山分校研究员,现任匹兹堡大学神经科学助理教授的Shawn Sorrells博士说:“大多数脑细胞在你出生的时候已经远远超出了这个阶段。”“令人着迷的是,这些是人类大脑中最后成熟的细胞,大多数是在青春期进行的,正是在情绪智力发生巨大变化的时候。”

杏仁核是一种杏仁状的脑结构,位于大脑颞叶深处(实际上你有两个,大脑两侧各一个),在学习对环境的适当情绪反应中起着关键作用。在童年和青春期 - 人类大脑的其余部分大部分完成生长之后很长时间 - 杏仁核继续扩大多达200万个神经元,这是研究人员认为可能在人类中起关键作用的晚期生长突增情绪发展,可能在神经发育障碍中出错。例如,自闭症儿童不存在这种扩张,青春期经常出现的情绪障碍,如抑郁,焦虑,双相情感障碍和创伤后应激障碍(PTSD),也与杏仁核发育问题有关。

最近的研究发现杏仁核区域中一组独特的未成熟神经元被称为paralaminar nuclei(PL),这可能有助于解释杏仁核的快速生长,但研究人员几乎不知道这些细胞来自哪里或者它们在成熟过程中扮演什么角色大脑回路 - 即使它们是兴奋性还是抑制性的,神经元的两个主要功能类别。

在2019年6月21日发表于Nature Communications的新研究中,来自Arturo Alvarez-Buylla博士实验室的研究人员,Heather和Melanie Muss捐赠主席和神经外科教授以及Eli和Edythe Broad中心的成员。加州大学旧金山分校的再生医学和干细胞研究,旨在了解这些细胞的特性及其在儿童期杏仁核快速生长中的作用。

研究人员检查了来自49个人类大脑的死后人类杏仁核组织 - 年龄从20孕周到78岁不等。利用解剖学和分子技术对个体神经元在神经环境中的成熟度和功能进行分类,他们发现杏仁核PL区未成熟细胞的百分比在整个儿童时期仍然很高,但在青春期迅速下降:从出生到13岁,未成熟细胞的数量从大约90%下降到略低于70%,但到青春期结束时,只有约20%的PL细胞仍未成熟。

基于对不同发育阶段神经元的定量分析以及从PL中提取的单个神经元中基因表达模式的分析,研究人员表明,随着未成熟细胞的消失,它们被成熟的兴奋性神经元所取代 - 这表明细胞已经服用了它们。放置在杏仁核成熟的情绪处理电路中。由于这是第一次对这些神经元进行了明确的研究,科学家并不确切地知道神经元的功能是什么,但是它们成熟的时机表明它们可能在人类青春期发生的快速情绪发展中发挥作用。

“任何遇到青少年的人都知道,他们正在经历一个快速而有时动荡的情绪学习过程,如何应对压力,如何形成积极的社会纽带,等等,”Sorrells说。“与此同时,青春期是指许多已知涉及杏仁核的精神疾病首先出现,表明情绪和认知发展的正常过程可能出现问题 - 尽管这些细胞是否参与是未来研究的问题“。

值得注意的是,研究人员还发现,一些未成熟的神经元似乎在整个生命过程中都会留在杏仁核中,甚至在一个77岁的大脑中也能找到。这些结果与海马体形成鲜明对比 - 海马体是一种附近的结构,作者最近发现新生儿和未成熟神经元在青春期完全衰退到不可检测的水平。

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