早期逆境对认知能力的影响及其性别差异
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早期生活环境对个体的生理与行为功能具有深远的影响,尤其是逆境童年经历(ACE)可能导致认知和行为的障碍。这些问题常常与注意力缺陷有关,并且与精神疾病的发生密切相关。然而,早期逆境对大脑机制的具体影响仍然缺乏深入的理解。近日,哈佛大学的Takao K. Hensch研究团队在《Sci Transl Med》期刊上发表了一项重要研究,探讨了早期逆境对认知能力的性别特异性影响,并强调了睡眠在这一过程中扮演的关键角色。
研究方法与发现
该研究通过对小鼠的实验,揭示了早期生活逆境对成年后行为和生理状态的影响。研究者们限制了小鼠巢材和床垫资源,使得母鼠在幼崽出生后的不同阶段频繁离巢,尽管母子之间的互动时间保持不变。结果显示,幼崽的体重在出生后28天之前暂时下降,但之后恢复正常,表明早期逆境对生长的影响是暂时的。
在分析小鼠前额叶皮层(ACC)的基因表达时,研究者发现经历了早期逆境的雄性小鼠在D2R(多巴胺D2受体)和D4R(多巴胺D4受体)基因表达上出现显著变化,其中D2R表达增加,而D4R表达减少。这种变化在雌性小鼠中并未观察到,揭示了性别对养育压力敏感性的差异。
注意力障碍的机制
为进一步探讨多巴胺受体失衡与注意力障碍的关系,研究人员使用了一种基于触摸屏的视觉注意力任务。实验结果显示,在ACC中注射D2R激动剂和D4R拮抗剂会导致控制组小鼠出现注意力障碍,表明多巴胺受体的变化与注意力缺陷之间存在因果关系。此外,研究还发现D4R激动剂能够改善经历早期逆境的小鼠的注意力表现,而D2R拮抗剂则没有显著效果。
睡眠对认知的影响
研究发现,早期逆境还可能影响小鼠的睡眠调节,进而导致注意力问题。经历早期逆境的小鼠在静息瞳孔波动和基础唤醒水平上表现出明显变化。同时,这些小鼠在黑暗阶段的觉醒时间增加,而NREM(非快速眼动)睡眠时间则减少,REM(快速眼动)睡眠时间保持不变。具体而言,经历早期逆境的小鼠下丘脑中orexin-A水平升高,表明其醒觉促进物质增加。
研究还发现,急性睡眠剥夺会导致正常小鼠ACC中D2R和D4R基因表达的变化,类似于早期逆境带来的受体失衡。这表明睡眠丧失可能是导致认知缺陷的重要因素。
对人类的相关性
为了验证小鼠研究结果在人的相关性,研究者对接受社区服务的年轻儿童及其家庭进行了调查。家长填写了逆境经历问卷,结果显示,儿童逆境因子与注意力问题之间存在显著负相关,尤其在男孩中更为明显。这一发现与小鼠中的性别特异性注意力缺陷相一致。
结论与启示
综上所述,早期逆境可能导致男孩和雄性小鼠的注意力缺陷,而这种缺陷可能通过睡眠问题进行中介。研究表明,早期生活压力对雄性小鼠的认知功能影响深远,导致前扣带皮层中多巴胺受体的失衡,并与注意力任务表现不佳相关。通过调节D2R和D4R的活性,可能为恢复注意力提供新的治疗策略。
此外,经历早期逆境的小鼠显示了持续的睡眠紊乱,而急性睡眠剥夺也影响正常小鼠的多巴胺受体。这表明,睡眠问题可能是认知缺陷的重要因素。研究还发现,早期逆境对人类儿童的注意力影响同样受到睡眠障碍的调节。这些结果为理解早期生活压力对认知功能的影响及其性别差异提供了新视角,并为治疗早期逆境引发的认知障碍提供了潜在的策略。
2025-01-19
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