自闭症、焦虑症、抑郁症等心理疾病发生时,大脑发生了怎样的改变?
越来越多的科学证据表明,上述疾病并不只是心理疾病,而是大脑中的神经元出现了“问题”,正是大脑神经元不停地“传输信号”,才使人们有了兴奋、消沉等情绪。
但这些神经元是如何生成发育,又是如何规律运行的?所谓“心理疾病”的背后,大脑神经元发生了哪些“病变”?这是神经科学家想要解决的难题。
近日,华侨大学精准医疗研究中心教授孙涛团队在《自然—神经科学》发表最新研究成果,系统阐述了人类胚胎大脑中间神经元的发育规律,表明成年大脑的中间神经元的细胞命运,早在胚胎期就已经被决定了,为人们进一步探寻精神类疾病的发病机理提供了新思路。
“联络员”中间神经元
“大脑可能是人体中最复杂的一个器官。据估计,一个成年人仅大脑皮层就含有约140亿个神经元。”孙涛告诉《中国科学报》。
大脑神经元建立了一个互相交叉、广泛关联的“朋友圈”,这些神经元细胞多种多样,从功能上可分为两大类:兴奋性谷氨酸能神经元、抑制性γ—氨基丁酸中间神经元。前者过于“强大”了,可能会诱发狂躁症,使人无比兴奋,甚至有暴力倾向;后者过于“强大”了,则会让人消沉、压抑,诱发抑郁症。
在神经科学领域,科学家一直想回答一个问题:神经元的“朋友圈”是如何建立的?孙涛表示,解决这个困惑,对精神类疾病的治疗大有帮助。“人们常认为自闭症、抑郁症等是后天发生的,事实上,在胚胎阶段,可能就定下了。随着近年来科学的发展,人们也越来越意识到这些心理疾病是有生物学基础的。”
“基因遗传因素的可能性正在变得越来越大。”孙涛说,国外有研究表明,同卵双胞胎中一个孩子是自闭症,另一个孩子患自闭症的可能性提高到了60%。“事实上,后天环境改变虽然是一个因素,但人们越发意识到,环境只是间接改变了神经元细胞内基因的表达量或表达水平,进而引起病变。”
科学家又发现了一种十分重要的神经元——中间神经元,中间神经元种类多样,形态和功能复杂各异,它是维持大脑神经回路平衡和大脑正常行使功能的关键细胞。
中间神经元发育异常和人类精神类疾病,例如自闭症和精神分裂症等密切相关。但迄今为止,人们对中间神经元早期增殖、分化和径向迁移依然了解甚少。
“母胎”是关键
中间神经元就像神经元“朋友圈”的“联络员”,在神经传导路径中起到联络上行及下行的作用,接受其他神经元传来的神经冲动,然后将其传递到另一神经元。
过去,人们在哺乳动物模型上研究发现,中间神经元产生于大脑皮层下的区域,通过径向迁移精确“落户”至大脑皮层。人类胚胎大脑的皮层下区域有内侧、外侧和尾侧神经节隆起等区域。
孙涛团队一直致力于揭示大脑神经元“奥秘”,这次,在符合伦理要求的前提下,他带领团队迈出了从动物到人的重要一步,解密人脑神经元的来源和行动轨迹。
得益于单细胞RNA测序及原位测序技术,研究人员将胚胎组织“打散”,捕获一个个单独的神经元细胞,并一一进行基因测序,获得了3个重要发现。
第一个重要发现是,人脑中的中间神经元共用一个神经祖细胞群,即尽管分布于人类胚胎大脑的皮层下区域不同位置的中间神经元前体细胞表达各自特异的基因,但拟时序分析显示它们均来自相同的神经祖细胞群。
孙涛解释说,人脑中不同类型的中间神经元源自一个“谱系”,有一个共同“祖先”。
其次,研究人员发现,大脑皮层下区域分为不同的解剖学位置,他们分别研究了人在胚胎期4个不同阶段生成的中间神经元的基因表达情况。
结果发现,以转录因子为主的中间神经元前体细胞内特异的基因表达组合,既决定了中间神经元在人类胚胎大脑皮层下区域中精确的解剖学位置,也同时确定了中间神经元发育的时间顺序。这说明中间神经元在时间和空间上的命运特征,是由准确的基因表达组合同时调控的。
“早期发育时,转录因子是最重要的,因为它直接决定了大脑下游更多的基因。”孙涛说。
最后,研究人员发现了一个有意思的现象,即通过对比成人大脑神经元相关数据,他们发现其特性、基因表达与胚胎时是一样的,只不过这些基因后来迁移到相应的位置了。
这也就意味着,尽管人类成年大脑皮层中间神经元类型多样,但这些中间神经元的基因表达特征,已经在胚胎发育早期被确定并维持下来了。
“一个母亲在怀孕时特别开朗、开心,往往生出来的孩子性格、学习能力等各方面都比较好,相反,孕期母亲受到较多惊吓、负面情绪干扰,孩子患精神类疾病的比例可能较高,学习能力、人际交往能力等较差。”孙涛表示,这是这一研究带来的重要启发。
这也说明了“胎教”的重要性。
联合临床 服务病人
该论文的审稿人表示,这是第一次系统地研究了在人类胚胎大脑尤其是早期的胚胎大脑中,中间神经元的发育规律和基因表达。
由于焦虑症、抑郁症、自闭症和精神分裂症与中间神经元异常发育密切相关,这项研究为人们进一步探寻精神类疾病的发病机理,提供了新思路。
孙涛告诉记者,精神类相关疾病在临床上或学术界有两个共识—— 一个是早期发生了基因突变或细胞类型的改变病变,但后天才发作,这种情况各种各样的心理或药物治疗方法都难以扼制;另一个是,后天的某些刺激导致细胞病变,这种情况得到有效治疗可以根治,神经元可以修复。
下一步,孙涛团队将会继续深入研究诱发自闭症、焦虑症、抑郁症等精神类疾病的重要基因,提供未来治疗靶点的科学依据,同时与临床合作,让科研成果真正造福人类。
来源: 《中国科学报》
前段时间,我们收到了一位宝妈的求助。她11个月 大的孩子,在玩了2 个小时 爬爬垫后,居然全身都长满了红疹 。
更让人害怕的是,这样的“问题爬爬垫”,还在市场上广泛流通。我们通过正规渠道购买了多款品牌爬爬垫,检验出来的结果令人大吃一惊……
我们不希望到大头娃娃那个程度,社会影响再大有什么用?小朋友一辈子都毁了!
黄妈妈痛心地说。
前段时间,我们接到上海一位粉丝——黄妈妈的求助。
黄妈妈是一名医务工作者,有一对非常可爱的龙凤胎,平时对孩子照料得十分精细。
但今年六月,她在网上购买了某品牌旗舰店的爬爬垫后,没过两天,双胞胎中的男宝宝手臂上就起了红疹子!
图片来自网络
黄妈妈开始以为是天热导致的热疹,给男宝宝涂了炉甘石洗剂后就康复了,之后便没有在意。
但后来男宝宝又光腿在爬爬垫上爬行后,腿上也出现了疹子,眼睛也有些肿胀, 她开始怀疑是不是爬爬垫的问题。
直到之前健康的女宝宝在爬爬垫爬行两个小时后,同样也起了疹子 。黄妈妈这才断定了是爬爬垫的问题,立马将爬爬垫收了起来。
当黄妈妈带孩子看医生时,医生询问黄妈妈孩子是不是接触过什么东西。
黄妈妈思来想去,之前宝宝一直都好好的,家里也没有变过,直到用了这款爬爬垫才出现了这些症状。
一个接诊过类似病例的医生告诉黄妈妈,孩子有可能是因为接触了甲酰胺超标的爬爬垫 。
甲酰胺又称氨基甲醛,有一定的胚胎致毒性和致畸性,对儿童的眼睛和皮肤有直接毒害作用 ,经皮肤接触或吸入、吞入后,会影响人的中枢神经系统、生殖系统 以及肝肾功能, 甚至影响人的免疫力。
愤怒的黄妈妈立马找商家理论,要求他们出具甲酰胺检测的报告。商家坚称他们的产品是安全性更高的 PE 材质 ,并且第二天还给黄妈妈发来了一份甲酰胺未检出 的报告结果。
但黄妈妈并不相信商家的说辞,于是她便联系了「老爸实验室」,希望我们能够帮她检测。
我们接到黄妈妈的求助后,便立刻将她家的爬爬垫送至有资质的第三方检验机构 进行检验。
检验结果真的出乎意料!
黄妈妈家爬爬垫中的一块白色部件,甲酰胺含量竟高达 2148 mg/kg !
按照国家推荐性标准 GB/T 39498-2020 和中国台湾标准要求规定的甲酰胺含量上限 200 mg/kg 来算,该爬爬垫已经超标了 10 多倍!
而且根据我们的判定,这款爬爬垫应该不是 PE 材质, 而是更便宜的 EVA 材质。
为了再次确认是否是该爬爬垫的问题,黄妈妈换了一款检验合格的爬爬垫。而黄妈妈的两个宝宝在离开了甲酰胺超标的爬爬垫后,红疹也慢慢消退,恢复了正常。
由此,我们基本可以判断,孩子的症状极有可能就是这款不合格爬爬垫引起的。
看到这里,一些家长可能觉得黄妈妈家的情况是个例。但实际上,我们接触到甲酰胺超标爬爬垫的概率很高很高 ……
在欧洲,甲酰胺被列为重点关注名单,依据欧盟法规,甲酰胺被归为 1B 类生殖毒性物质, 并且规定其释放量不得超出一定限值 。
而我国除台湾地区外,爬爬垫这类产品的甲酰胺含量只有推荐性标准,没有强制性规定。
也就是说,即使你购买到的爬爬垫通过了 3C 认证(中国强制性产品认证),仍然可能买到甲酰胺含量超标的爬爬垫!
图片来源网络
为了验证家长们通过正规渠道购买的爬爬垫是否安全,之前我们分别在网上和母婴店购买了销量较高的 12 款爬爬垫。
结果竟然有 5 款 不合格!不合格产品甲酰胺含量远高于 200 mg/kg !不合格率高达 41.67 %!
而且不合格的5款 产品有 4 款 通过了 3C 认证!
除此之外,也有家长找到过我们自费检测爬爬垫,检验结果同样不合格,且超标 11 倍!
真是吓人!作为和孩子密切接触 的产品,甲酰胺含量竟然如此之高!明明是想给孩子一个放肆玩耍的乐园,却成了有害物质的培养皿!
一旦想到孩子每天有这么多时间在爬爬垫上爬行、滚圈,不知道会在不知不觉中吸入多少甲酰胺,当家长的心都要揪起来了!
黄妈妈家的两个宝宝接触了 8 天,就有这么严重的反应,实在不敢想象接触更久的孩子会变成什么样!
为了了解真相,我们采访到了上游生产厂家。
某生产工厂负责人陈先生告诉我们,生产爬爬垫时,发泡剂和工艺的不同,所产生的甲酰胺含量也不同,高品质发泡剂和更高的工艺,会大大降低爬爬垫中甲酰胺的含量 。
但高品质的发泡剂和普通的发泡剂,成本会差 4-5 倍 ,如果要改造升级工艺,又是一笔巨大的投入。
说到底,甲酰胺超标,还是一些商家为了利益不顾孩子的健康!
本次事件中的黄妈妈,幸好是一名医务人员,能够及时发现爬爬垫的问题,但那些普通家长呢?
他们要是不能及时发现爬爬垫问题该怎么办?
所以,「老爸实验室」在这里给大家提供了一些鉴别方法。
并且提醒大家要尽量选择大品牌、有保证的产品,买东西的时候要多留个心眼,看一看商家有没有甲酰胺含量检测报告,减少我们孩子受到伤害的几率。
[1]陈永煊, 魏琳琳, 林伟. 气相色谱法测定儿童地垫中的甲酰胺[J]. 理化检验:化学分册, 2015.
[2]孙多志, 禄春强, 左莹,等. 顶空-气相色谱法测定乙烯-乙酸乙烯酯共聚物塑料儿童用品中甲酰胺含量[J]. 理化检验(化学分册), 2014(02):199-201.
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