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科学揭秘:妈妈们保护婴儿的大脑机制

2021.6.03
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  这似乎是母亲们为了保护孩子而承担额外的风险,但你有没有想过为什么? 日本理研脑科学中心(CBS)的Kumi Kuroda领导的一项新研究表明,在小鼠中,这种养育行为和其他养育行为部分是由前脑一小部分的神经元驱动的,该神经元含有一种叫做降钙素受体的蛋白质。这项研究发表在《Cell Reports》上。

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  母亲们为了保护自己的孩子而承担额外的风险,这似乎是理所当然的,但你有没有想过为什么?日本理研脑科学中心(CBS)的Kumi Kuroda领导的一项新研究表明,在小鼠中,这种养育行为和其他养育行为部分是由前脑一小部分的神经元驱动的,该神经元含有一种叫做降钙素受体的蛋白质。这项研究发表在《Cell Reports》上。

  许多简单的行为,比如吃饭和喝水,都是由大脑下丘脑的不同部分驱动的。这项新研究的重点是确定一个更复杂的行为的驱动力:照顾婴儿。正如Kuroda 解释的那样,“我们能够将小鼠的亲代和非亲代养育所需的脑细胞缩小到中央MPOA区域的神经元子集,该区域包含降钙素受体。”

  该团队之前的研究指出,下丘脑的中央MPOA (cMPOA)区域是养育行为的中枢。大脑的这一部分包含超过七种不同的神经元,而这项新研究的目标是为最重要的神经元找到一个标记。研究人员在培养小鼠的cMPOA中观察了20个候选基因和一个活跃神经元的标记。降钙素受体基因的双标记最高,使其成为最可能的培养相关神经元标记。

  接下来,研究人员详细检查了这些神经元。有三个主要的发现。首先,产后母亲具有降钙素受体的cMPOA神经元数量高于未怀孕的雌性、雄性或父亲。第二,雌性在分娩后,大脑其他部分与这些神经元的传入和传出连接发生了变化。第三,沉默这些神经元完全破坏了养育行为。小鼠的养育行为包括筑窝,在窝里的幼崽盘旋,捡起幼崽并把它们带回巢——这被称为幼崽检索。在关键的神经细胞停止活动后,未交配的雌性会把幼崽分散在笼子里,甚至在交配和生产它们自己的幼崽之后也是如此。其他行为,如哺乳和筑巢也受到了影响,而且从整体上看,这些母亲似乎没有什么养育行为的动机。因此,如果不进行干预,许多幼崽无法生存。

  在确定表达降钙素受体的cMPOA神经元对养育是必要的之后,研究人员假设受体本身在产生母亲养育的增强动机方面有特殊的功能。

  为了验证这一假设,研究小组设计了一种新的幼崽检索测试。他们不是把幼崽放在笼子的边缘,而是把它们放在一个高架迷宫上。在高架迷宫的怀抱中对小鼠来说是有点不愉快和可怕的。想要在笼子里找回幼崽的未交配的母鼠拒绝在高架迷宫中这么做。相比之下,母鼠总是能找回幼鼠,这表明母鼠养育幼鼠的动力更强。然而,当降钙素受体水平降低一半左右时,即使是母鼠也会犹豫,需要更长的时间来完成提取。

  Kuroda说:“父母,无论是人还是动物,都必须选择牺牲一种行为来照顾孩子。我们发现,降钙素受体的上调就像大脑中的一股推力,促使老鼠去照顾幼鼠,抑制它们的自我利益和避免危险和不愉快情况的倾向。”

  “下一步是检查表达降钙素受体的cMPOA神经元在非人灵长类动物的养育行为中的作用,这应该更类似于在人类中发生的事情。”


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