本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
Madhurima Benekareddy 是一位 27 岁的研究员,站在心理学和神经科学的交叉路口。她在塔塔基础研究院 研究创伤对儿童和青少年时期大脑发育脆弱阶段的影响,该研究院位于印度孟买。年轻的大脑更具可塑性,因此特别容易受到消极或积极事件的严重影响。创伤甚至可以代代相传。Benekareddy 的研究领域侧重于大脑中的血清素 受体。Benekareddy 的工作应该引起我们所有人的兴趣,尤其是父母。
我通过电子邮件联系到 Benekareddy,正值第 61 届林道诺贝尔奖获得者大会即将拉开帷幕。我将在本周晚些时候找到她,看看她的进展如何,学到了什么,以及享受了什么。与此同时,您可以阅读她对我的问题的回答
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关于 Benekareddy 的工作
问:哪些类型的生活事件会影响大脑?
来自人类和动物研究的大量证据表明,各种压力和丰富的经历塑造着大脑功能。啮齿动物模型的研究已经检验了生活事件对大脑感觉和情绪系统中大脑结构和功能的影响。成年期诸如慢性成人压力、创伤等不利经历会导致特定大脑区域的结构性改变,并对功能产生不利影响。另一方面,接触丰富的环境或自愿运动已被证明可以改善大脑功能。
出生后和青春期经历比成年期事件具有更戏剧性和更持久的影响。
早期出生后的压力事件会增加成年期患精神疾病(如抑郁症、焦虑症、精神分裂症等)的风险。有早期压力史的个体在应对成年期随后的压力源时表现出压力应对方面的缺陷。青春期丰富的环境可以逆转早期生活压力对大脑功能的不利影响。据推测,这些压力源会影响大脑的正常发育轨迹,导致异常的结构和行为输出。
问:为什么血清素受体如此重要?
有几种神经机制与介导经验在塑造神经回路中的作用有关。神经递质血清素已被证明是介导压力对大脑影响的主要参与者。血清素 1A 和 2A 受体的敲除已被证明在正常的焦虑和恐惧反应中存在缺陷。
血清素能神经传递对于早期生命正常的脑功能至关重要。早期对血清素水平升高的基因敲除小鼠的研究表明,躯体感觉皮层的正常组织丧失。此外,对幼鼠施用增加血清素水平的药物会导致贯穿一生的抑郁样和焦虑行为的显着改变。我们自己的结果表明,在早期母体分离压力期间阻断血清素 2A 受体可以预防早期压力模型中的不利影响。
然而,很明显,不同的血清素能受体对焦虑和抑郁行为具有不同甚至有时相反的影响。不同血清素能受体在调节经验对大脑功能的影响中的具体贡献仍然是一个悬而未决的问题。
问:为什么青少年尤其具有大脑
可塑性?
新生儿的大脑已经具备了大致的布局和连接。然而,大脑在青春期之前仍然保持着高度的可塑性,以促进基于经验的电路微调。基于经验的神经活动在这种微调中起着重要作用。个体的情感和认知框架是由环境因素与潜在遗传环境的复杂相互作用编码的。这种行为环境编程的生物学基础被认为是大脑结构的可塑性。这种结构可塑性在塑造行为以适应不断变化的环境需求方面具有重要的适应性价值。
然而,诸如慢性压力、失去亲近的家庭成员等创伤性生活事件可能导致大脑结构的适应不良变化,并引起成年行为的不利改变。由于在此期间看到的非凡的结构可塑性,不利的生活事件可能会影响神经回路的发育,从而导致情感和认知行为的持久改变。
这种发育敏感的关键期已在感觉系统中得到充分研究。最近从罗马尼亚孤儿院儿童和早期不利经历的啮齿动物模型中获得的证据指向了情绪回路发育中关键期的概念。
问:创伤对儿童行为的影响是什么?
早期生活中的不利经历,如父母丧失、忽视或虐待,已被证明是贯穿一生的焦虑症、抑郁症、注意力障碍、过度活跃症、社交缺陷、边缘型人格障碍和其他情感障碍的潜在风险因素。据报道,在寄养家庭或孤儿院长大的儿童表现出应激激素皮质醇的异常昼夜节律。调查儿童虐待影响的研究检查了儿童期性虐待和身体虐待或父母丧失的自我报告回顾性评分,作为成年期随后易患抑郁症、焦虑症、惊恐障碍和药物滥用的风险因素。据报道,成年人,尤其是曾遭受性虐待的妇女,也表现出应激反应失调。
问:如何预防因创伤而损害血清素受体?您认为这对为人父母有什么启示?
在啮齿动物模型中,早期生活压力会导致血清素 2A 受体功能升高,并且在压力期间阻断该受体可以预防这种压力对焦虑样行为的不利影响。 然而,我们目前正在尝试了解是否可以使用环境操作(如增加触觉刺激或丰富的环境)来干预压力。
问:创伤对大脑的影响如何代代相传?哪些特定基因与此有关?
创伤的影响通过特定基因上的表观遗传标记代代相传。虽然尚不清楚哪些基因参与了这种现象,但来自
Michael Meaney 研究小组的最新工作表明,糖皮质激素基因(应激激素皮质酮的受体)是此类表观遗传修饰的目标。
关于 Benekareddy
问:您是如何进入您的研究领域的?
我通过一个高中暑期项目进入研究领域,我在一个国际科学博览会上展示了这个项目。仅仅是身处一个大型科学团体,与来自世界各地的志同道合的学生分享想法和讨论项目,在我生命早期就改变了我的轨迹。从那时起,我就对研究着迷,最终在获得科学学士学位后,申请了塔塔基础研究院 (TIFR) 生物科学系的综合博士课程。我对神经科学非常感兴趣,并在 TIFR 的神经科学实验室轮转,并被 Vidita 博士实验室的一些模型所吸引。
问:在塔塔基础研究院和孟买工作是什么感觉?
在 TIFR 读研究生非常愉快。我们拥有智力氛围浓厚的环境、良好的资助机会、相对较少的官僚主义,以及大量参加科学会议和与来自世界各地的实验室合作的机会。作为一个旨在基础研究的机构,TIFR 也鼓励基础研究。身处一个跨学科的环境中,与来自其他文化和学术背景的学生在一起也非常丰富多彩。
问:您的梦想实验室在哪里?它是什么样的?那里的人怎么样?
我的梦想实验室是
Robert Sapolsky 博士的实验室。他过去常常做一些实地考察,研究野生猴子的社会等级。
问:在您的职业生涯中,您最自豪的是什么?
我认为那个时刻还没有到来。但入选林道会议绝对接近了。
问:您认为您的工作中最具挑战性的是什么?
我认为设计正确的实验来提出问题有时可能具有挑战性。特别是考虑到大脑的复杂性,有几种可能的假设,选择正确的假设始终是一个艰难的决定,并且需要大量的思考和直觉。
问:在林道,您最期待见到谁?您的科学英雄或女英雄是谁?
我真的很期待与
Torsten Nils Wiesel 教授博士交谈。他在理解视觉系统的组织方面做了开创性的工作。
关于作者: Christine Ottery 是一位自由科学作家,为《卫报》、TheEcologist.co.uk、SciDev.net 和 《连线》杂志撰稿。她最近毕业于英国伦敦城市大学的科学新闻硕士课程。她的博客是 Open Minds and Parachutes,推特账号是 @christineottery。
所表达的观点是作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
交叉发布于林道诺贝尔社区的官方网站——林道会议的互动主页 - 研究者肖像:Madhurima Benekareddy