Science:婴儿出生时,大脑的“触觉地图”已经形成
2019/05/08
婴儿出生时,大脑中的“触觉地图”已经形成


GuillerminaLópezBendito和她的团队 图片来源:alicante

我们的皮肤是连接我们内部身体系统和外部世界之间的天然屏障。它能够感知触摸感觉,为我们的大脑提供有关我们周围环境的丰富信息,例如温度,疼痛和压力。没有我们的触觉,我们在这个世界上寸步难行。

究竟是什么在刺激大脑触觉的产生呢?多年来,科学家们一直在研究触觉的发展,但其发展方式仍然不清楚。

先前的研究表明,触觉系统一旦发展起来,就像一种印在大脑皮层上的“地图”。这一地图由神经系统创造严格的地形通路,由丘脑感知外围信息,并将信息点对点地传递给皮肤,从而形成全身部位的触觉系统。正是利用这种非凡精确度的“触觉地图”,我们可以准确感知我们身体哪个位置接受外部刺激。

在之前的研究中,对“触觉地图”的产生存在两种意见,一种认为是遗传因素在触觉初始形成中起到相关作用,另一种则强调,这种感知是在出生后的感官体验中实现的。

但现在,这两种观点可能都不准确。西班牙阿利坎特UMH-CSIC神经科学研究所最新研究表明,控制触觉感官的“地图”在婴儿出生之前已经存在。这一相关研究已经发表在《Science》杂志上。


DOI:10.1126 / science.aav7617

在最新的研究中,研究人员使用小鼠来追踪触觉的产生过程,因为小鼠有所谓的皮质桶(cortical barrels)区域,这一区域能够让脑皮质层切片染色时产生更明显的暗黑区域,从而可以让研究人员通过显微镜更好地勾勒出小鼠触觉的地图。

尽管先前有研究表明,激神经元生长的电化学信号,也能激活诸如认知和响应感官信息的大脑功能。因此,为了更多地了解小鼠触觉的发展过程(至少是关于神经突触的生长方面),研究人员分析了不同发育阶段的脑切片,以监测皮质桶的发育程度,同时也研究了先前被认为与感觉处理有关的脑电波。


胚胎丘脑皮层刺激显示有组织的产前皮质地图

研究结果表明,研究人员发现,小鼠在胚胎期便完成了“触觉地图”的建构。在小鼠的整个生命周期里,丘脑在突触信息的传递过程中起主要作用,丘脑向脑皮层发送的信号,刺激了触觉系统的发展。

研究人员López-Bendito表示说:“尽管目前只是在啮齿类动物实验中发现这一图谱形成机制,但这种机制极有可能适用于人类身上,因为皮层组织在物种之间的进化是守恒的。”

研究人员还表示,这项研究成果除了可以帮助产生调节大脑发育的新机制,还可能会对某些病理学的理解产生长期影响,例如,在一些孤独症或脆性X综合征等神经发育障碍中,研究人员可以对其皮质结构与感觉系统做出改变。

参考文献:

[1] Prenatal activity from thalamic neurons governs the emergence of functional cortical maps in mice

[2] Study shows sense of touch arises in the brain before birth

[3] The sense of touch is formed in the brain before birth

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