早期感觉刺激对于感官网络的发展至关重要
威尔·康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)研究人员的一项新研究表明,出生后不久的关键时期的感官刺激对于在大脑中建立“绘制”感觉的网络和促进正常行为的发展至关重要。
本文,发表于7月11日和6月19日在线神经元该研究首次在出生后的两周内,在小鼠身上观察到了被称为中间神经元的特殊神经细胞的早期功能发育。这些发现表明,人类婴儿中间神经元的发育可能存在一个早期的关键窗口,从而在成年后建立健康的感觉反应。
“理解中间神经元如何以及何时发育非常重要,因为越来越多的证据表明,异常的中间神经元活动与自闭症和儿童癫痫等疾病有关,”威尔康奈尔医学院费尔家族大脑和精神研究所的神经科学助理教授Natalia De Marco Garcia博士说。如果神经回路需要对感觉输入如果在生命早期不能正确形成,这种缺陷会导致成人对感官输入的异常反应和受损的社会关系。”
幼鼠在出生时不能移动它们的胡须。母熊和它们的兄弟姐妹通过触摸产生的外部刺激会从胡须向大脑发送信息。在中间神经元发育后,幼鼠获得了自动移动胡须的能力,并将感觉神经元和中枢神经元连接成一个网络,将胡须“映射”到大脑的特定区域,连接感觉输入和肌肉运动。
对于这项研究,De Marco Garcia博士和她的团队在婴儿鼠的晶须上使用了空气的吹气,以模拟巢中发生的触摸感觉。使用专用成像技术,他们确定了负责接收晶须 - 触摸消息的大脑的面积。他们观察到单一神经元活动的日常变化,因为成熟的小鼠并发现在出生后六天早期功能发展的中间核。
接下来,研究人员检查了婴儿小鼠,无法通过晶须完全体验触摸感。当小鼠增长并发展到成年人时,它们仍然接受了与正常小鼠相同的大脑区域的感官消息。但是,它们表明通过触摸区分纹理的能力受损,表明它们不会正确地处理感官消息。“我们证明,在关键窗口期间扰乱了感官网络的发展导致了持久的行为赤字老鼠,“De Marco Garcia博士说。
调查结果阐明了感觉 - 认知缺陷在人类神经系统发展期间出现的疾病中可能发展,例如自闭症谱系障碍(ASD)。许多有ASD的儿童都有损害处理信号的能力脑由感官提供并异常响应触觉,听觉和视觉刺激。目前,ASD的平均诊断年龄约为4岁,疾病影响美国约59名儿童估计1。识别最早的ASD线索是必不可少的,因为早期诊断和干预可以大大改善孩子的发展。
De Marco Garcia博士说:“我们的发现为进一步研究自闭症小鼠模型的神经元如何在出生后早期生命的关键窗口期发育铺平了道路。”“在未来,如果我们能在儿童早期观察到内部神经元活动的损伤,我们或许能更早进行干预,改善结果。”
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