生命早期母嬰分離損害共情能力,江帆教授團隊揭示關鍵神經機制
童年時期遭遇的逆境,如虐待、忽視或母嬰分離,不僅會造成即時傷害,更會深遠影響個體成年後的心理健康與社會功能。其中,共情能力的缺陷尤爲顯著,但其背後的大腦機制一直不甚明確。10月9日,國家兒童醫學中心、上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心發育行爲兒科江帆教授、浙江省甌江實驗室劉明剛研究員與上海交通大學醫學院徐天樂教授團隊合作在《科學·進展》上發表研究論文,首次系統闡明生命早期的母嬰分離應激如何導致成年後對同伴疼痛“感同身受”的能力下降。
共情,即感知並分享他人感受的能力,是社會交往的基石。爲了在實驗室中研究這一複雜情感,研究團隊首先建立了小鼠的“傳染性疼痛”模型。當一隻小鼠與它熟悉的、正經歷疼痛的同伴互動後,它自身的疼痛敏感度也會顯著提高,表現出“感同身受”的行爲特徵。
然而,研究團隊發現,經歷過“母嬰分離”應激的小鼠(即在幼年期每天與母親長時間分離,持續一週)在成年後面對同伴的痛苦時,這種“感同身受”的反應明顯減弱。這提示早期的逆境經歷特異性地損傷了其成年後的共情功能。
通過先進的神經科學方法,研究者們精準定位了導致這一缺陷的大腦樞紐:丘腦室旁核的穀氨酸能神經元。
在正常小鼠中,這些神經元在與疼痛同伴互動時會率先被激活,但在母嬰分離的小鼠腦中,這種關鍵的“提前激活”消失了。
進一步實驗證實,這條從“丘腦室旁核”投射到“前邊緣皮層”的神經環路,是操控共情行爲的關鍵開關。人爲抑制這條環路,健康小鼠也會變得“冷漠”;反過來用技術手段激活這條環路,則能成功“治癒”母嬰分離小鼠的共情缺陷,讓它們重新對同伴的疼痛產生反應。
與此同時,研究團隊發現了一種簡單而溫柔的生理性干預方法——模擬母鼠舔舐的“社會性觸摸”。在母嬰分離期間,研究人員每天用軟毛刷輕柔地撫摸幼鼠,這種愉悅的觸覺刺激成功地預防了它們成年後的共情缺陷。
深入機制探究表明,正是這種充滿關愛的觸摸,增強了那條關鍵神經環路的興奮性,從而起到保護作用。
該項研究不僅首次揭示了“丘腦室旁核-前邊緣皮層”神經環路在童年應激導致共情缺陷中的核心作用,還爲理解早期關愛如何塑造健康大腦提供了科學依據。它提示,充滿撫觸和關愛的早期成長環境,對兒童社會情感能力的健康發展至關重要,也爲未來開發干預童年創傷相關社交障礙的新策略指明方向。
上海兒童醫學中心發育行爲兒科學科帶頭人江帆教授、浙江省甌江實驗室劉明剛研究員、上海交通大學醫學院解剖生理學系徐天樂教授爲本文共同通訊作者,上海交通大學醫學院張子琛博士、鞏雨博士生爲共同第一作者。該研究還得到西北工業大學陳軍教授和上海交通大學醫學院童小萍研究員等專家團隊的合作支持。
多年來,上海兒童醫學中心已建立起行爲與微表情觀察實驗室、虛擬現實實驗室、眼動實驗室、功能性近紅外光譜成像實驗室、腦電實驗室、模擬磁共振實驗室以及磁共振實驗室等,主要以嬰幼兒、兒童與青少年爲研究對象,以正常腦、神經發育性腦疾病及重大疾病腦作爲研究重點,利用先進的腦成像-認知-行爲多模態技術,開展臨牀-基礎轉化的創新研究工作。
2022年12月,上海腦科學與類腦研究中心上海交通大學腦智發育平臺於上海兒童醫學中心正式成立,該平臺引入國際前沿兒童早期發展和神經認知評估工具,建立了兒童多模態腦成像與行爲發育的評估和預測體系,不斷強化資源吸引力,匯聚一流研究團隊,承接新一批科技創新2030“腦科學與類腦研究”重大項目及青年項目,旨在充分發揮國家級臨牀中心的優勢,推動該領域內的重大突破和跨越,爲上海建設國際科創中心做出積極貢獻。