Science Advances：婴儿时期受到创伤会导致大脑机制出现问题

以色列儿童人质从哈马斯的囚禁中被释放的画面令人感动，但对大多数这些儿童来说，释放只是漫长的康复过程的开始。无数研究表明，年轻时遭受战争、虐待和其他创伤性事件会大大增加日后健康状况不佳、出现社会问题和精神健康问题的风险。现在，魏茨曼科学研究所研究人员的一项新研究提供了乐观的理由。上周五发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项以小鼠为对象的研究显示，由陈阿隆(Alon Chen)教授领导的研究小组发现，婴儿时期受到创伤会导致大脑机制出现问题，并表明如果及早治疗，这些变化可能是可逆的。

我们的大脑有一种奇妙的品质，叫做可塑性，在我们的一生中都有改变的能力。正如我们所预料的那样，在我们的早期，当大脑还在发育的时候，它的可塑性是最高的。例如，这表现在学习语言的能力上，但这也意味着对创伤性事件的高度敏感，这些创伤性事件容易留下伤疤，只会随着年龄的增长而加剧。许多研究为后一种影响提供了证据，但对于年轻时遭受创伤如何影响不同类型的脑细胞以及成年后它们之间的交流，人们知之甚少。

陈在魏茨曼脑科学系的实验室专注于对压力反应的分子和行为方面。在之前的研究中，陈的团队研究了怀孕期间的压力如何影响小鼠后代长大。在目前的研究中，由阿隆·科斯(Aron Kos)博士领导的科学家们研究了出生后不久经历的创伤如何影响小鼠幼仔以后的生活。为了推进对这一主题的理解，研究人员汇集了陈实验室的优势:它在尽可能高的分辨率下探索大脑分子过程的专业知识，使用单个细胞水平的基因测序;在丰富的社会环境中，使用摄像机追踪数十种行为变量的能力，旨在重现自然的生活条件;以及利用机器学习和人工智能工具处理在这种环境中产生的大量数据的能力。

这一全面的行为图谱显示，出生后暴露在创伤事件中的老鼠——在本研究中，被母亲忽视——表现出各种各样的行为，表明它们发现自己处于统治阶层的底层。“人类的类似行为可能包括高度内向、社交焦虑和逃避型人格，这些都是创伤后的特征，”胡安·巴勃罗·洛佩兹博士说，他曾是陈在魏茨曼和慕尼黑马克斯·普朗克精神病学研究所的联合实验室的博士后，现在是斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院神经科学系一个研究小组的负责人。

在研究的下一阶段，研究人员将一些在婴儿期经历过创伤的成年老鼠暴露在一个紧张的社会环境中:被其他小鼠欺负。最终，他们创造了四组成年小鼠:一组没有受到任何创伤;那些在婴儿期没有遭受过创伤但成年后遭受欺凌的人;仅在婴儿期受到创伤的小鼠;以及那些在婴儿期受到创伤和成年后受到欺凌的老鼠。为了找出早期创伤是如何破坏大脑的，以及成年后会发生什么，研究人员对四组进行了细致的比较，使用了海马体单细胞水平的RNA测序，海马体是大脑中一个已知在社会功能中起重要作用的区域。比较显示，早期创伤在不同类型的细胞上留下了印记，主要影响两个神经元亚群的基因表达，即属于谷氨酸能兴奋系统的神经元和属于GABA抑制系统的神经元。这种影响在幼年时期受到创伤和成年后受到欺凌的老鼠身上表现得尤为明显。

大脑中的细胞通过电信号相互交流，电信号可以是兴奋的，即刺激的，也可以是抑制的。兴奋性信号促进脑细胞之间的交流，而抑制性信号则抑制这种交流，就像汽车的油门和刹车踏板一样。正常的大脑功能需要兴奋和抑制信号之间的平衡，这是许多精神疾病所缺乏的。评估大脑电活动以及兴奋和抑制信号之间平衡的方法之一是通过电生理测量。魏茨曼研究所(Weizmann Institute)前研究员、目前是一名药物电生理学家的朱利安·戴恩(Julien Dine)博士在小鼠的海马体中进行了这样的测量，支持了分子的发现:童年早期暴露于创伤会破坏成年后兴奋和抑制信号之间的平衡。

研究人员发现，由于早期的创伤，大脑机制在成年后被破坏，并将这种破坏确定为兴奋和抑制信号之间的不平衡，他们试图找到一种方法来修复它。在早期创伤后不久的短暂治疗期间，他们给老鼠注射了一种著名的抗焦虑药物——地西泮，商业上称为安定——它会影响GABA抑制系统。这个短期的治疗过程产生了令人震惊的结果:接受治疗的老鼠能够完全或几乎完全避免等待它们的行为未来，不再处于社会阶梯的底层。科斯解释说:“了解分子和功能机制使我们能够在暴露于创伤事件后不久使用药物来中和创伤的负面行为影响。”“这当然不应该被视为用药物治疗年轻创伤患者的建议，但我们的发现确实强调了早期治疗对成功康复的重要性。”

在任何年龄，强烈的、持续的压力都可能导致疾病，从精神障碍到肥胖和糖尿病。但在生命的最初几年，以及在子宫里，这种压力可能会产生巨大的后果。她说:“以色列、乌克兰、苏丹和其他地方的战争，以及部分由气候变化引起的前所未有的全球难民危机，再加上人们越来越了解年幼时接触战争和暴力造成的长期危害，所有这些都突出了提高康复能力的必要性。”“我们的新研究发现了一种对童年创伤特别敏感的关键大脑机制。但最令人兴奋的部分是利用年轻大脑的可塑性来帮助它恢复的前景，避免这种创伤在成年期造成的损失。”

参与这项研究的还有马克斯·普朗克精神病学研究所的Joeri Bordes博士、Carlo de Donno博士、Elena Brivio博士、Stoyo Karamihalev博士、Alec Dick博士、Lucas Miranda博士、Rainer Stoffel博士、Cornelia Flachskamm博士和Mathias V. Schmidt博士;亥姆霍兹科学中心的Malte D. Luecken博士、Maren b<e:1> ttner博士和Fabian J. Theis教授;魏茨曼脑科学系的Suellen Almeida-Correa博士;以及卡罗林斯卡学院的瑟琳娜·加斯佩罗尼。

Alon Chen教授是Vera和John Schwartz神经生物学教授。他的研究得到了鲁曼家庭实验室关于压力神经生物学研究的支持;以及光明家族。