情绪神经元在青春期成熟

2025-06-15 23:58来源:本站

  研究人员在杏仁核中发现了一组神秘的神经元,它们在整个童年时期都处于不成熟的产前发育状态。杏仁核是大脑中情绪处理的关键中心。这些细胞大多在青春期迅速成熟,这表明它们在大脑的情感发展中起着关键作用,但有些细胞在整个生命中都处于不成熟状态,这表明大脑在整个生命中如何保持情感反应的灵活性。

  研究报告的主要撰写人肖恩·索雷尔斯博士说:“大多数脑细胞在出生时就已经发育成熟,远远超过了这个阶段。“令人着迷的是,这些细胞是人类大脑中最不成熟的细胞之一,而且大多数是在青春期成熟的,而此时正是情商发生巨大发展的时期。”

  杏仁核是一种杏仁形状的大脑结构,位于大脑的颞叶深处(实际上你的大脑两侧各有两个),它在学习对环境做出适当情绪反应方面扮演着关键角色。在儿童和青少年时期,很久之后其余的大部分增长人类大脑完成的——杏仁核继续增加多达二百万个神经元,后期增长动力,研究人员认为可能发挥关键作用在人类情感的发展,并在神经发育障碍可能出错。例如,这种扩张在自闭症儿童中是不存在的,而在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),也与杏仁核发育的问题有关。

  最近的研究发现一个独特的组未成熟神经元在大脑杏仁核区域称为paralaminar核(PL),这可能有助于解释杏仁核的快速增长,但研究人员也不清楚这些细胞来自哪里或者在成熟的大脑回路中扮演重要角色,甚至是否兴奋性或抑制性神经元的两个主要功能的类。

  该研究发表于2019年6月21日 自然通讯、实验室的研究人员罗Alvarez-Buylla博士,希瑟和梅勒妮吵架赋予椅子和神经外科教授和伊莱的一员并广泛UCSF再生医学和干细胞研究中心,开始了解这些细胞的身份和他们的角色在杏仁核的快速增长的童年。

  研究人员对49个人类大脑的杏仁核组织进行了尸检,年龄从怀孕20周到78岁不等。用解剖和分子技术分类单个神经元的成熟和功能神经circults之内,他们发现未成熟细胞的百分比在童年PL杏仁核区域仍然很高,但下降迅速在青春期: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%,但是到了青春期,只有约20%的PL细胞仍不成熟。

  基于量化的神经元在不同的发展阶段加上单个神经元基因表达模式的分析从PL中提取,研究人员表明,未成熟的细胞消失,取而代之的是成熟的兴奋性神经元——这表明杏仁核的细胞取而代之的则是成熟的情感处理电路。由于这是第一次对这些神经元进行清晰的研究,科学家们并不清楚这些神经元到底起着什么作用,但它们成熟的时间表明,它们可能在人类青春期的快速情感发展中发挥了作用。

  索雷尔斯说:“任何见过青少年的人都知道,他们正在经历一个快速而有时混乱的情感学习过程,学习如何应对压力,如何建立积极的社会关系等等。”“与此同时,青春期是许多已知的涉及杏仁核的精神疾病首次出现的时期,这表明情绪和认知发展的正常过程可能出了问题——尽管这些细胞是否参与其中还有待未来的研究。”

  值得注意的是,研究人员还发现,一些不成熟的神经元似乎终生存在于杏仁核中,甚至在一个77岁的大脑中也发现了。这些结果与海马体形成了鲜明的对比。海马体是一种邻近的结构,作者最近在海马体中发现,新生和未成熟的神经元在青春期完全下降到无法检测的水平。

  阿尔瓦雷斯-布伊拉说:“这与我们之前所看到的一致:在成年海马体内,不成熟的神经元极为罕见,但它们确实存在于杏仁核中。”“据我们所知,这些细胞并不是在整个生命过程中诞生的,而是从出生起就保持着不成熟的状态,尽管考虑到我们在这里使用的技术,我们不能肯定这一点。”

  在其他动物中,比如老鼠,新生的神经元会在形成记忆的海马体内不断生成——杏仁核的生成率可能也很低——研究人员认为,这使得大脑能够不断地重新连接神经回路,以适应新的体验和环境。在作者的出生2018年的研究表明,新的神经元减少人类的大脑在儿童和成人很少或没有,这项新研究表明人类的大脑可能保持储备的未成熟神经元的一生中,使用这些“小飞侠”细胞在神经发生类似的方式在其他物种——视为新细胞是呼吁需要保持大脑的情感反应灵活和适应性强的步入老年。

  索雷尔斯说:“你可以想象,这些未成熟的细胞让大脑继续塑造神经回路的结构,一旦你置身于这个世界,体验它是什么样子,它们就会生长。”“当然,这只是推测——这些发现为未来的研究提供了一个有趣的问题。”

  神经发生

  新的神经元是在成年灵长类动物的大脑中产生的,还是在人类大脑中产生的,仍然存在争议。2018年,阿尔瓦雷斯-布伊拉(Alvarez-Buylla)、索雷尔斯(Sorrells)和同事发表了迄今为止对人类海马体中新神经元最严格的研究结果,他们发现,新神经元的诞生在儿童时期迅速下降,在成年人身上无法检测到。

  随后,其他研究小组发表的数据显示,成年人脑海马区存在新生神经元,但阿尔瓦雷斯-布伊拉及其同事认为,这些研究过于依赖新生神经元的少量分子标记。他们已经证明,这些标记物也可以在完全成熟的神经元和被称为神经胶质的非神经元细胞中找到——已知神经胶质细胞会在一生中不断分裂。

  Alvarez-Buylla说:“从技术上来说,识别新的神经元非常具有挑战性。“我们很容易忘记,我们用来识别特定分子的分子标记并不是为了我们的利益而产生的——细胞使用这些分子是为了它们自己的生物学需要,从某些人寻求简单分类的角度来看,这总是会很混乱。”这就是为什么我们努力研究尽可能多的证据——不仅是分子标记,还有细胞的形状和外观——以确保我们对在这些分析中看到的细胞类型有信心。”

  杏仁核中的新的研究使用全面的单细胞基因表达技术敏感检测未成熟神经元分子证据,基于多个行和强化了集团在海马体——的早期的发现表明,分裂的前兆生新生神经元在生命的头两年消失在人类杏仁核,和最不成熟的神经元在青春期消失。

  Sorrells说:“单细胞测序不仅清楚地识别了这些长寿的未成熟神经元,而且表明它们表达了许多参与轴突发育、突触形成、树突形态形成、甚至神经元迁移的发育基因。”“这些细胞可能被错误地认为是新生的神经元,但从我们的发育角度,以及我们看到附近几乎没有分裂细胞的事实来看,它们似乎在出生时就存在,并在一生中不断衰退。”

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