自然感觉刺激对脑发育的影响

大脑的正常认知功能依赖于其复杂而精细的神经网络。来自环境的刺激,特别是自然的感觉刺激,对大脑皮层的多个脑区中神经元的生长、突触的形成,以及神经网络的建立至关重要。感觉输入不仅可以影响其对应感觉皮层的功能,而且可以通过跨模态机制影响其他感觉皮层的功能。然而,前人关于跨模态可塑性机制的研究主要集中在成年个体上,基本没有涉及发育早期的机制。为了研究自然感觉刺激对大脑皮层的调节,中科院神经所于翔研究组建立了对新生小鼠进行感觉刺激或剥夺的行为范式,包括通过胡须拔除对小鼠进行特异的触觉剥夺、黑暗环境饲养对小鼠进行特异的视觉剥夺,和丰富环境饲养对小鼠进行多模态的自然感觉刺激。研究发现,从出生起对小鼠进行触觉或视觉剥夺,不仅影响了对应大脑皮层的发育,而且还减缓了其他感觉皮层的发育,而通过丰富环境饲养增加感觉刺激可以促进多个感觉皮层的发育。该研究揭示了一种新型的发育早期感觉经验依赖的感觉皮层跨模态可塑性机制,并发现了催产素这种由下丘脑分泌的神经肽是介导该跨模态可塑性的关键分子。催产素由于其与情绪和社交行为的相关性,已成为孤独症治疗的热点分子之一。该研究提示催产素在发育更早期就对感觉皮层的神经环路形成有重要的促进作用。鉴于孤独症患儿经常伴随有感觉输入的异常,该发现对进一步解析孤独症的致病机制有重要的借鉴意义。