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大脑发育的高峰期在出生前和青春期
2014-01-15 11:49:19   来源:   作者:  评论:0 点击:

科学家发现,大脑发育的基因表达在怀孕的前几个月和十几岁的青少年时期最活跃。
科学家发现,大脑发育的基因表达在怀孕的前几个月和十几岁的青少年时期最活跃。

在《神经元》杂志上发表了文章的研究人员说,人类大脑的发育像安静上演的“交响乐”三步曲,但有一个时期对环境因素更敏感。

纽黑文耶鲁医学院的研究团队说,大脑发育基因表达的初始浪潮在子宫妊娠期前三分之二。
中间停滞一段时间,然后从怀孕的最后三个月到青春期,基因活动激增,是我们大脑发育的最后阶段。

这两个最活跃的发育井喷期与人类大脑功能息息相关。两个时期把童年夹在中间,对大脑新皮层的发育尤为重要:

孕后胚胎发育的前三个月大脑的基本结构已具形。
更多细微结构的生成和特化出现在青少年时期。
什么是大脑新皮层?
大脑新皮层是大脑控制知觉、行为和认知的区域。

它是哺乳动物特有的,也是人类大脑的最新产物(思维认知能力)。同样来自耶鲁医学院的神经病学家和神经科学家Pasko Rakic写道,"大脑新皮层是进化的最高成就,人类精神力量的生物基质。”

人之所以为人,是因为有高度发达的大脑新皮层。

Prof. Rakic教授继续说:“如果人体任何器官与其它物种相比有巨大差异的话,那就是大脑新皮层,人类非凡的认知能力中心。”

儿童期的重要性

虽然大脑新皮层取决于基因,生长最活跃时期在出生前和青少年时期,但基因表达不活跃的中间部分是大脑发育重要的成形期。

耶鲁大学Kavli神经科学研究所的神经生物学教授Nenad Sestan说:

“这些发现强调,在儿童早期,基因和环境之间适当相互影响的重要性。在儿童早期,突触的形成和脑细胞之间的联系是同步的,构成一个今后将使用的大脑结构。”

为了研究,科学家分析了人类和猕猴大脑新皮层的基因表达,因为他们对于基因活动对人类大脑新皮层发育的影响“知之甚少”。

随着时间推移,分成三个阶段,基因活动量呈“沙漏”状。以下是对三个阶段的观察:

第一阶段,对应产前,其特点是存在差异的表达基因数量最多。

第二,即青春期前,显示较少的基因表达差异,但大脑发育区的同步性明显。

第三阶段,从青春期开始,在大脑主要区域,各类基因表达增加。

研究者“惊奇”地发现,人类呈沙漏状的基因表达模式并没有在猴子的大脑发育中出现。

这表明,在塑造独特的人类大脑中,基因活动发挥重要作用。

大脑层皮层像“电网”

sestan教授补充道,根据“整体对称性”原则,这种大脑发育模式适用于种群的发展。sestan教授解释说,在研究结果的第二阶段,强调了儿童早期对环境的敏感性。

这个时期,神经连接的形成形决定今后将要运行的大脑结构。sestan教授指出:

“例如,在儿童早期,突触连接的同步性中断可能导致自闭症。”

Sestan教授说,用城市规划的语言来讲,大脑发育最活跃的第一阶段,建立了大脑“互为邻里”的基本结构。把它述成入住“新社区”,在儿童期缓慢发育更贴切。

他补充道,“邻居关系迅速建立,然后一切变得缓慢,新皮层专注于建立一个几乎像电网的联接系统。”

第三阶段可与地域发展相比较,sestan教授说:

“此后,这些区域同步发展,各相邻区域开始有了自己的功能特性,像小意大利和唐人街”。



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