异常的神经元活动表现为父母的忽视

在生命的最初几年，大脑经历了巨大的变化。在婴儿时期，大脑的回路很容易重新连接，然后在儿童时期遇到新的景象和声音，接受世界并学习理解它。随着儿童的成熟和关键发育时期的过去，大脑变得不那么具有可塑性——但某些经历为成人大脑的某些部分重新连接和再次学习创造了机会。

冷泉港实验室(CSHL)的科学家们一直在研究一个这样的转变时期老鼠:成年雌鼠第一次学会识别幼鼠的痛苦叫声并做出反应的时间。这项研究于2020年1月7日发表在《纽约时报》上神经科学杂志的研究表明，在学习过程中能够快速学习的机制是相同的早期发展在成年期，当一段高度学习的时期被触发时，它就会发挥作用。这一发现为一种罕见的神经发育障碍——Rett综合征——提供了潜在的治疗策略大脑可能无法从重新布线的机会中受益。

几年前，CSHL副教授Stephen Shea和他的同事们发现，缺少Mecp2基因的两个功能副本的雌性小鼠无法学会找回痛苦的幼鼠。科学家们将这种父母的忽视追溯到大脑听觉皮层中一组被称为小白蛋白(PV)神经元的异常行为。PV神经元抑制性神经元:它们的信号会抑制其他脑细胞的活动。在发育过程中，PV神经元的信号有助于关闭大脑最容易接受变化的关键时期。

由博士后研究员Billy Lau和Keerthi Krishnan领导的Shea团队的最新工作，与CSHL教授Josh Huang合作，仔细研究了接触幼鼠如何改变雌性小鼠听觉皮层内的信号。通过监测大脑这部分单个细胞的活动，研究人员发现，当Mecp2完好无损时，来自PV神经元的抑制信号在接触幼崽后会减少。这种抑制信号使回路中的其他神经元对小动物的哭声反应更灵敏。谢伊解释说:“抑制网络有点后退，让兴奋性活动变得更强。”

目前还不清楚幼崽是如何在雌性小鼠中引发这些变化的，但只要MECP2存在，它们就会发生——即使在从未怀孕的小鼠中也是如此。然而，在Mecp2基因受损的雌性小鼠中，PV神经元的信号仍然很强。

在人类中，Mecp2基因突变会导致Rett综合征。患有Rett综合征的儿童在生命的最初几个月发育正常，但后来开始失去语言和运动技能。Shea团队的新发现支持了之前的证据神经元特别容易失去MECP2。这表明这些细胞或它们所参与的回路可能是药物开发的合适靶点。

它还表明，Rett综合征患者可能在某些发育时期对治疗最有反应。谢伊说，在幼犬暴露之前，细胞在听觉皮层Mecp2受损小鼠的大脑表现与其他小鼠相同。“这表明Mecp2在强化学习的窗口期特别重要。这一原则可能会指导在某些发育里程碑上及时集中治疗。”