童年的终结:多动症、自闭症和精神分裂症与青少年前额叶皮层更强的抑制性相互作用有关

(欧宝娱乐地址医学快讯)-关键认知功能如工作记忆(它结合了临时存储和信息操作)和执行功能(一组有助于将过去的经验与现在的行动联系起来的心理过程)与大脑的前额叶皮层有关。与其他大脑区域不同，前额叶皮层直到成年早期才成熟，最明显的变化发生在青春期前后(青春期开始)和青春期后的发育状态之间。此外，这一成熟期与认知成熟相关，但在这一过渡期间的物理神经元变化在很大程度上仍是未知的。然而最近，北卡罗来纳州温斯顿塞勒姆维克森林医学院的科学家们记录并比较了青春期前后和成年猴子的前额皮质活动。

研究人员发现，与成年猴子相比，青春期前后的猴子由于更强的抑制性相互作用而表现出更低的连通性，这表明内在的(或静息状态)抑制性连接——即在没有任何特定任务时活跃的抑制性神经连接——随着成熟而下降。科学家们随后得出结论，前额叶的内在连通性变化可能是认知成熟的基础。

Christos Constantinidis教授讨论了他和周欣博士及其合著者在美国国家科学院院刊．在比较神经元对之间的功能连通性时神经活动记录自前额叶皮层青春期前后和成年期猴子Constantinidis告诉《医学快报》，通过一系列形态测量学、激素和放射学测量来评估青春期前后恒河猴的发育阶段，一个主要的挑战是获得青春期前后猴子大脑的神经活动。欧宝娱乐地址他解释说:“我们需要使自己成为猴子发育轨迹的专家，并在相对青春期开始的正确时间进行实验。”

此外，他继续说，确定前额神经元之间内在连通性的变化可能是青春期前后认知成熟的基础，这也带来了挑战。“为了解决前额叶皮层内神经元之间连接的潜在差异，即内在连接，我们需要同时从多个神经元中获得大量神经元记录样本。我们通过对每个神经元中神经元活动的时间过程进行数学分析来推断连接的强度，但这种间接测量非常嘈杂。”因此，他们的结论需要基于数百次录音。

这些实验中的另一个挑战是在进行行为和神经生理学测试时遇到的。“当猴子执行工作记忆任务时，”康斯坦丁尼迪斯说，“年轻的猴子相当喜怒无常和冲动，无法长时间集中注意力认知任务我们用过——和同龄的孩子没什么两样。”因此，科学家们必须设计出任务的简化版本，并尽可能快地优化数据收集。”

在他们的论文中，科学家们也承认他们的结论带有一些警告:

• 这项研究完全依赖于雄性猴子
• 从更多的动物身上获取神经生理记录是不现实的
• 虽然有效的连接允许在神经元种群水平上进行统计比较，但这代表了连接的功能而不是解剖测量

关于他们的发现，Constantinidis说:“当我们量化前额叶皮层神经元之间的连接强度时，我们观察到，年轻猴子的平均整体连接强度低于成年猴子。考虑到神经元之间有两种类型的连接——兴奋性连接和抑制性连接——这种差异可能意味着兴奋性连接较弱，或抑制性连接较强。我们很惊讶，”他补充道，“发现后者是事实。”这个观察的推论是，

Constantinidis指出，神经元之间连接的成熟必然导致抑制性连接的减少，因为动物从青春期成熟到成年阶段。

康斯坦丁尼迪斯继续说:“我们观察到的连接强度的差异发生在认知能力(包括工作记忆、冲动和执行功能)尚未完全成熟的发展阶段。”“因此，我们的推测是，内在连通性的变化最终导致了这些认知功能的成熟，至少是部分原因。”许多神经精神疾病——最显著的是精神分裂症——也出现在青春期和成年期的过渡时期。我们的研究结果提出了在这种情况下，前额叶皮层内的连接遵循异常发育轨迹的可能性。”

而他们的结果并没有说话直接康斯坦丁尼斯指出，对于多动症、自闭症和精神分裂症的治疗，他们确实提供了一些关于治疗机制的工作假设。“近年来，”他举例说明，“工作记忆任务的计算机化训练在治疗多动症和精神分裂症等疾病方面显示出了前景。我们假设，这样的训练可以改变前额皮质神经元之间的连接强度。”

最近的另一项研究^1、2康斯坦丁尼迪斯说，“这是一个有趣的发现，它指出，前额叶皮层和其他大脑区域之间的连接成熟也是社会行为发展的一个因素，这与先前的人类研究一致。”这些研究和我们的研究一起概述了认知发展中发生的连通性变化的范围。”

谈到研究的下一步，Constantinidis指出，研究人员目前正在分析猴子从青春期到成年期间执行各种认知任务时前额叶皮层的神经活动。“我们的长期目标是了解神经元活动的关键参数，这些参数表征了成熟和不成熟的认知行为，以及在前额叶皮层中调节它们的结构基质。”

Constantinidis告诉《医学快报欧宝娱乐地址》，其他研究领域也可能受益于他们的论文。“我们希望我们的发现将指导进一步研究皮层神经元之间的功能和结构变化。这些变化可能是其他类型的长期皮层重组的原因，这是正常发育和经验的结果。此外，”他总结道，“我们的研究最终可能有利于自闭症、多动症和精神分裂症等疾病的临床应用。新药物、认知任务训练和其他类型的干预措施可能会根据它们改变前额皮质神经元之间连接强度的潜力进行评估。”

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