Prinċipji Ta 'Maturatio Emozzjonali taċ-Ċirkwit tal-Moħħ
Aug 07, 2023
Il-moħħ tal-mammiferi huwa organizzat f'ċirkwiti li jikkoinċidu u interkalati, u korp estensiv ta 'informazzjoni ffoka fuq il-maturazzjoni ta' ċirkwiti sensorji (viżivi, awditorji) u tal-mutur (1-3). Madankollu, ħafna inqas huwa magħruf dwar il-prinċipji ta 'maturazzjoni taċ-ċirkwiti tal-moħħ "emozzjonali", inklużi dawk li jirregolaw imġiba relatata mal-premju, l-istress u l-biża'.
Il-mammiferi huma klassi ta’ annimali b’intelliġenza u memorja avvanzati, u l-istruttura u l-funzjoni tal-imħuħ tagħhom ġew imtejba u mtejba kontinwament matul il-proċess evoluttiv twil. Kif nafu lkoll, il-bnedmin huma l-aktar speċi intelliġenti fost il-mammiferi, u l-moħħ il-kbir tagħna huwa s-sors tal-IQ tagħna.
Ir-relazzjoni bejn il-moħħ u l-memorja hija inseparabbli, mhux biss il-bnedmin iżda wkoll ħafna mammiferi oħra għandhom funzjoni ta 'memorja qawwija. Pereżempju, ħafna annimali jiftakru t-territorji, is-sorsi tal-ikel, u l-mogħdijiet tagħhom, li kollha huma essenzjali għas-sopravivenza. Ir-riċerka sabet li l-ippokampus u l-kortiċi prefrontali tal-moħħ tal-mammiferi huma l-aktar reġjuni importanti għall-formazzjoni u l-ħażna tal-memorja.
Barra minn hekk, il-mammiferi żviluppaw varjetà ta 'strateġiji ta' memorja fuq perjodu twil ta 'evoluzzjoni biex jadattaw għal ambjenti u bżonnijiet differenti tal-għajxien. L-iljunfanti u d-delfini, pereżempju, jużaw memorja vokali, xadini u squirils jużaw memorja spazjali, nemel u naħal jużaw memorja kimika, eċċ.
Minħabba li r-relazzjoni bejn il-moħħ u l-memorja hija tant qrib, għandna ngħożżu l-intelliġenza u l-memorja tagħna, nitgħallmu u nesploraw kontinwament għarfien ġdid, u nżommu s-saħħa u l-vitalità tal-moħħ. Fl-istess ħin, irridu wkoll nagħtu attenzjoni u nipproteġu l-ambjent tal-għajxien ta 'mammiferi oħra, sabiex ikunu jistgħu jkomplu jeżerċitaw il-memorja u l-intelliġenza qawwija tagħhom. Huwa biss billi nħarsu u nipproteġu l-ambjent ekoloġiku tan-natura flimkien li nistgħu niksbu aktar għerf u hena. Minn dan il-lat, aħna l-bnedmin jeħtieġ ukoll li ntejbu l-immunità. Cistanche jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-immunità, minħabba li Cistanche jista' wkoll jirregola l-bilanċ ta 'newrotrażmettituri, bħal żieda fil-livelli ta' acetylcholine u fatturi ta 'tkabbir, li huma importanti għall-memorja u t-Tagħlim huwa importanti ħafna. Barra minn hekk, il-laħam jista 'wkoll itejjeb il-fluss tad-demm u jippromwovi l-kunsinna tal-ossiġnu, li jista' jiżgura li l-moħħ jirċievi biżżejjed nutrizzjoni u enerġija, u b'hekk itejjeb il-vitalità u r-reżistenza tal-moħħ.
Ikklikkja taf modi biex ittejjeb il-funzjoni tal-moħħ
L-evidenza tissuġġerixxi li l-inputs sensorji mill-ambjent matul perjodu sensittiv fil-ħajja bikrija ta 'wara t-twelid għandhom effetti importanti fuq l-iżvilupp taċ-ċirkwit emozzjonali, hekk kif immaġini, irwejjaħ u ħsejjes avversi jew pożittivi jinfluwenzaw is-sentimenti u l-azzjonijiet fl-età adulta.
It-tħaddim imfixkel taċ-ċirkwiti emozzjonali huwa l-bażi ta' mard mentali u disturbi fl-użu ta' sustanzi. Għalhekk, rikonoxximent imsaħħaħ tal-prinċipji li jiggwidaw l-iżvilupp ta 'dawn iċ-ċirkwiti huwa importanti għall-fehim tas-saħħa tal-bniedem.
L-istabbiliment ta 'ċirkwiti sensorji matul l-iżvilupp jinvolvi fażi inizjali ta' avvenimenti mmexxija ġenetikament u molekulari, inkluża l-migrazzjoni newronali u l-kostruzzjoni ta 'sinapsi.
It-tisħiħ jew iż-żbir sussegwenti tas-sinapsi huwa proċess dipendenti fuq l-attività tan-netwerk li sculpts ċirkwiti maturi (4). L-attività tan-netwerk kruċjali għal dan il-proċess hija, min-naħa tagħha, immexxija minn inputs sensorji speċifiċi għaċ-ċirkwit (eż., sekwenzi ta 'ton, dawl, jew mess). Barra minn hekk, l-attività tan-netwerk immexxija mis-sinjali sensorji trid isseħħ matul perjodu kritiku jew sensittiv (1-3).
Madankollu, l-eżekuzzjoni ta 'mġieba kumplessa fil-bnedmin u mammiferi oħra—u l-komputazzjonijiet, id-deċiżjonijiet, u l-emozzjonijiet li jikkontribwixxu għal tali imġieba—teħtieġ ċirkwiti addizzjonali tal-moħħ.
Dawn jirċievu informazzjoni konverġenti minn netwerks li jikkodifikaw u jipproċessaw sinjali ambjentali, u minn projezzjonijiet tan-nervituri li jwasslu l-istat intern tal-ġisem (ara l-figura).
Dawn iċ-ċirkwiti ta 'ordni għolja, meqjusa bħala "emozzjonali" jew "kognittivi" skont l-involviment primarju tagħhom fl-imġieba tal-bniedem (eż., il-memorja tista' tkun konjittiva filwaqt li "l-istint" jista 'jkun emozzjonali), jiġġudikaw bosta flussi ta' informazzjoni biex imexxu imgieba kumplessi. Filwaqt li l-iskoperti dwar l-istruttura u l-funzjoni taċ-ċirkwiti emozzjonali qed jiżdiedu, l-iżvilupp tagħhom, u speċifikament l-influwenza tas-sinjali ambjentali fuq il-maturazzjoni tagħhom, għadu mhux mifhum.
Li jiffoka fuq l-influwenza ta 'sinjali sensorji kmieni fil-ħajja ta' wara t-twelid fuq il-maturazzjoni taċ-ċirkwit emozzjonali, huwa propost li sekwenzi imprevedibbli ta 'sinjali ambjentali jinfluwenzaw l-iżvilupp u l-irfinar taċ-ċirkwit emozzjonali, jippromwovu vulnerabbiltajiet għal mard emozzjonali.
Iċ-ċirkwiti emozzjonali jinkludu żoni kortikali prefrontali, nuklei talamiċi, ippokampus, amigdala u nuklei ipotalamiċi, kif ukoll reġjuni subkortikali addizzjonali.
L-attivitajiet koordinati ta 'dawn iċ-ċirkwiti jeħtieġu l-maturazzjoni tal-komponenti tagħhom u aktar irfinar tal-konnessjonijiet integrattivi tagħhom. Filwaqt li ħafna mistoqsijiet dwar in-natura tal-maturazzjoni taċ-ċirkwit emozzjonali mhumiex solvuti għal kollox, l-informazzjoni kemm mill-iżvilupp taċ-ċirkwit sensorjali kif ukoll tal-memorja hija istruttiva. Komuni għaż-żewġ proċessi huwa l-kunċett ta’ ġerarkija: Fiċ-ċirkwiti viżwali, sensorji-muturi u tas-smigħ, l-iżvilupp jipproċedi minn newroni periferali li jirċievu s-sinjali għal nuklei talamiċi tal-ewwel ordni għall-kortiċi, segwit minn nuklei talamiċi tat-tieni ordni u reġjuni kortikali. li, min-naħa tagħhom, jipparteċipaw f'ċirkwiti emozzjonali u konjittivi ta 'ordni għoli.
Notevolment, is-sinjal ambjentali xieraq għal kull ċirkwit sensorju jispeċifika l-espressjoni tal-ġeni u l-identità taċ-ċelluli tan-newroni tal-ewwel ordni, u l-attivitajiet ta 'dawn in-newroni jispeċifikaw l-identità u l-funzjoni tal-miri kortikali tagħhom.
In-newroni fi ħdan ċirkwiti emozzjonali (eż., premju) jiffunzjonaw bħala ċelloli fil-mira għall-output taċ-ċirkwit sensorjali, u għalhekk l-identitajiet u l-attivitajiet tagħhom jistgħu jiġu mmexxija minn input minn ċirkwiti sensorji interkalati. B'appoġġ għal din l-idea, iċ-ċaħda ta 'input sensorjali tfixkel il-konnessjonijiet sinaptiċi kemm tan-newroni relay sensorji primarji kif ukoll in-newroni ta' ordni għolja li jappartjenu għal ċirkwiti integrattivi emozzjonali (5).
Ladarba ċ-ċirkwit bażiku jiġi stabbilit, l-iskultura addizzjonali ta 'ċirkwiti emozzjonali tinvolvi bidliet kwantitattivi fin-numri u/jew is-saħħa tas-sinapsi u bidliet fil-kontribuzzjonijiet relattivi ta' projezzjonijiet newronali speċifiċi għat-tip taċ-ċelluli għall-kompliment sinaptiku tan-newroni f'reġjuni ewlenin tal-moħħ (l-għoqiedi tal-hub). ) taċ-ċirkwit. F'dan il-mudell, l-iżvilupp ġerarkiku ta 'ċirkwiti emozzjonali integrattivi jibda bil-maturazzjoni ta' netwerks sensorji dipendenti mis-sinjali ambjentali, flimkien ma 'dak ta' newroni relay li jwasslu stati interni tal-ġisem.
Ġerarkija simili tal-iżvilupp taċ-ċirkwit, influwenzata minn sinjali ambjentali sensorji, isseħħ fiċ-ċirkwit tal-hippocampal tat-tagħlim u l-memorja. Hawnhekk, is-sinjali sensorji mill-ambjent huma mwassla permezz ta 'reġjuni ta' assoċjazzjoni fil-kortiċi għan-newroni tas-saff superfiċjali fil-kortiċi entorrinali medjali, l-ewwel stadju fil-maturazzjoni spazjotemporali ġerarkika ta 'dan in-netwerk.
Is-sekwenzi tagħhom ta 'sinjali sinaptiċi (attività) min-naħa tagħhom imexxu l-istadji sussegwenti tal-maturazzjoni taċ-ċirkwit, inklużi n-newroni tal-hippocampal tul il-mogħdija trisinaptika segwita minn ċelluli tal-kortiċi entorrinali laterali b'saff profond (6). B'appoġġ għal din il-progressjoni gradwali dipendenti fuq l-attività tat-tagħlim u l-iżvilupp taċ-ċirkwit tal-memorja, is-sajlenser l-attività eċitatorja fi kwalunkwe stadju tan-netwerk fil-ġrieden ifixkel il-maturazzjoni ta 'newroni downstream iżda mhux ta' dawk upstream.
Għalhekk, informazzjoni kemm mill-iżvilupp taċ-ċirkwit sensorjali kif ukoll tal-memorja tissuġġerixxi li sinjali sensorji ta’ diversi tipi, li jseħħu matul perjodi sensittivi, huma meħtieġa biex jistabbilixxu konnessjonijiet sinaptiċi ta’ komponenti tal-ewwel u ta’ ordni ogħla ta’ ċirkwiti emozzjonali li għadhom qed jitwieldu (2, 3, 5, 7).
Madankollu, jekk ir-raffinament sussegwenti ta 'konnessjonijiet newronali funzjonali involuti fl-eżekuzzjoni tal-output komportamentali kumpless ta' netwerks emozzjonali jiddependix fuq sinjali sensorji, u s-sors u l-karatteristiċi ta 'sinjali bħal dawn, għadhom mhux ċari.
Studji umani jappoġġjaw influwenza qawwija ta 'sinjali sensorji tal-ħajja bikrija mill-ambjent fuq l-iżvilupp u l-funzjoni taċ-ċirkwiti emozzjonali (8). Is-sorsi potenzjali u l-karatteristiċi ta 'dawn l-inputs baqgħu mhux ċari, iżda studji fundamentali, sostnuti minn evidenza emerġenti, jindikaw li inputs sensorji saljenti għall-maturazzjoni ta' ċirkwiti emozzjonali jirriżultaw mill-ambjent viċin ta 'bniedem li qed jiżviluppa (jew gerriema).
Matul il-perjodu sensittiv li fih jiżviluppaw dawn iċ-ċirkwiti emozzjonali — muri minn studju randomised ikkontrollat f’orfni Rumeni adottati f’etajiet differenti (9) u xogħol reċenti bejn il-bnedmin u l-annimali gerriema (8) biex jinkludi l-ewwel sentejn u ġimagħtejn tal-ħajja, rispettivament —l-ambjent qrib prinċipali jikkonsisti mill-ġenituri.
Għalhekk, inputs sensorji mill-ġenituri jistgħu jkunu parametru saljenti li jinfluwenza l-maturazzjoni tal-emozzjonijiet u ċ-ċirkwiti sottostanti tagħhom.
In-natura tal-ġenituri u sinjali sensorji ambjentali oħra li jew jippromwovu jew ifixklu l-maturazzjoni taċ-ċirkwiti emozzjonali tal-moħħ ġibdu sett għani ta 'studji ta' osservazzjoni u mekkanistiċi (9-13). Il-biċċa l-kbira tal-attenzjoni fl-istudji umani ffukat fuq il-preżenza, il-kwantità u l-kwalità tas-sinjali tal-ġenituri (eż., sensittività, rispons) dwar il-ħtiġijiet tat-tarbija, b'fokus partikolari fuq imgieba materna, aktar milli paterna (8).
Madankollu, studji ispirati mill-maturazzjoni tan-netwerk tas-smigħ jappoġġjaw rwol ewlieni mhux biss fil-valenza pożittiva jew negattiva tas-sinjali tal-ġenituri iżda wkoll fil-mudelli jew is-sekwenzi tagħhom fil-maturazzjoni taċ-ċirkwiti emozzjonali (1, 12).
Fil-bnedmin, sekwenzi imprevedibbli (entropija għolja) ta 'sinjali sensorji materni lit-tarbija jbassru riżultati emozzjonali avversi dejjiema, inkluż kontroll ifqar tal-emozzjonijiet u l-imgieba (kontroll sforz) (13), tbassir stabbilit ta' vulnerabbiltajiet mentali u riskju ta 'disturb ta' stress posttrawmatiku aktar tard fil-ħajja. Notevolment, fi studji kkontrollati tal-ġrieden u tal-firien, sekwenzi imprevedibbli ta 'mġieba tad-diga wasslu direttament għal maturazzjoni ta' ċirkwit emozzjonali aberranti u konsegwenti imġieba imfixkla bħal pjaċir fil-frieħ (11, 12, 14).
Il-mekkaniżmi li bihom sekwenzi prevedibbli jew imprevedibbli ta 'sinjali sensorji derivati mill-ġenituri jimmodulaw il-maturazzjoni ta' ċirkwiti speċifiċi tal-moħħ qed jitfaċċaw biss issa. Pereżempju, sekwenzi imprevedibbli ta 'mġieba tal-kura materna tal-ġrieden jinfluwenzaw il-konnettività sinaptika f'nodi ewlenin tal-moħħ li jikkontribwixxu għall-istress u ċirkwiti emozzjonali oħra.
Speċifikament, ġrieden imrobbija minn digi li juru sekwenzi imprevedibbli ta’ kura (iżda bl-istess ammont ta’ kura b’mod ġenerali) matul il-perjodu sensittiv ta’ wara t-twelid bikri għandhom densità miżjuda ta’ sinapsi eċitatorji funzjonali fuq ormon li jirrilaxxa l-kortikotropin (CRH) li jesprimi l-kortikotropin (CRH) sensittiv għall-istress. newroni (14).
Din il-konnettività sinaptika aberranti twassal għal reazzjonijiet imġieba u ormonali mfixkla għal stress akut u kroniku aktar tard fil-ħajja. Il-mekkaniżmi għall-persistenza eżuberanti ta 'sinapsi eċċitatorji fuq iċ-ċelloli CRH jinvolvu attenwazzjoni taż-żbir ta' żvilupp normali ta 'dawn is-sinapsi eċċitatorji miċ-ċelloli tal-moħħ mikrogliali adjaċenti.
Speċifikament, kemm l-espressjoni kif ukoll il-funzjoni tar-riċettur phagocytic (synapse engulfing) mikroglial Mer tyrosine kinase (MERTK) hija mnaqqsa. Għadu mhux magħruf jekk dan jirriżultax mill-effetti diretti ta 'sinjali imprevedibbli fuq mikroglia jew jekk is-sinjalar newronali għall-mikroglia huwa mfixkel.
Studji fil-bnedmin jissuġġerixxu li sekwenzi ta 'sinjali sensorji imprevedibbli u l-impatt potenzjali tagħhom fuq il-maturazzjoni taċ-ċirkwit tal-moħħ fi trabi u tfal jistgħu jispjegaw porzjon sinifikanti tal-varjanza fir-riżultati emozzjonali (13).
Studji prospettivi fl-Istati Uniti u l-Finlandja sabu li sekwenzi imprevedibbli ta 'mġieba materna wasslu għal defiċits fil-kontroll bi sforz, u dawn l-effetti baqgħu jippersistu minkejja l-korrezzjoni għal varjabbli oħra importanti tal-ħajja bikrija, inkluża s-sensittività materna għall-ħtiġijiet tat-tarbija (kejl komuni tal-kwalità tal-omm). imġieba tal-kura), l-istatus soċjoekonomiku, u sintomi depressivi materni (13).
Is-sejbiet ta 'influwenza dejjiema ta' sekwenzi imprevedibbli ta 'sinjali tal-ħajja bikrija fuq il-maturazzjoni funzjonali ta' ċirkwiti emozzjonali jiżvelaw toroq għal riċerka futura. Pereżempju, sekwenzi ta’ sinjali sensorji jistgħu jmexxu l-attività newronali f’netwerk emozzjonali li diġà qed jiżviluppa. Mhux magħruf ukoll jekk hemmx progressjoni ġerarkika ta 'raffinament sinaptiku u maturazzjoni fi ħdan ċirkwiti emozzjonali speċifiċi, analogi għal ċirkwiti sensorji u tal-memorja. Hija meħtieġa aktar investigazzjoni tal-popolazzjonijiet taċ-ċelluli (bħal ċelluli CRH ipotalamiċi) li huma l-aktar suxxettibbli għal sekwenzi imprevedibbli ta 'sinjali sensorji. Barra minn hekk, jistgħu jiġu evitati jew imtejba d-defiċits dejjiema fl-operazzjonijiet taċ-ċirkwiti emozzjonali li jirriżultaw minn sinjali imprevedibbli tal-bidu tal-ħajja?
Teknoloġiji ġodda, inklużi optogenetics mhux invażivi (15), jippermettu l-kunsinna ta 'sekwenzi prevedibbli u/jew imprevedibbli ta' sinjali li jattivaw popolazzjonijiet speċifiċi ta 'ċelluli f'punti ta' ħin differenti matul perjodi sensittivi jew aktar tard. Esperimenti bħal dawn f'mudelli ta 'annimali jistgħu jittestjaw jekk l-amministrazzjoni ta' sekwenzi ta 'sinjali prevedibbli tegħlebx id-defiċits f'imgieba emozzjonali li jirriżultaw mit-trobbija f'ambjenti imprevedibbli u jistgħux jinfurmaw interventi fl-imġieba fit-tfal. Tabilħaqq, il-qafas kunċettwali deskritt hawn iġorr benefiċċju potenzjali sostanzjali: Jekk mudelli imprevedibbli ta 'sinjali sensorji tal-ħajja bikrija jfixklu l-maturazzjoni normali taċ-ċirkwiti emozzjonali, li jwasslu għal vulnerabbiltajiet għal mard mentali, allura dawn ix-xejriet aberranti jistgħu jittaffew b'approċċi ta' mġieba preventivi jew ta 'intervent ( 8).
RIKONOXXIMENTI
Nirringrazzjaw lil CM Gall, G. Lynch, u T. Hensch għad-diskussjonijiet siewja tagħhom. L-awturi huma appoġġjati mill-Istituti Nazzjonali tas-Saħħa (għotjiet P50 MH096889, MH73136, u NS108296), il-Fondazzjoni Bren, u l-Fondazzjoni Hewitt għar-Riċerka Bijomedika.
REFERENZI U NOTI
Takesian AE, Bogart LJ, Lichtman JW, Hensch TK, Nat. Neurosci 21, 218 (2018). [PubMed: 29358666]
2. Cheng S, et al. Ċellula 185, 311 (2022). [PubMed: 35063073]
3. Khazipov R, et al. Natura 432, 758 (2004). [PubMed: 15592414]
4. Faust TE, Gunner G, Schafer DP, Nat. Dun Neurosci 22, 657 (2021). [PubMed: 34545240]
5. Frangeul L et al. Natura 538, 96 (2016). [PubMed: 27669022]
6. Donato F, Jacobsen RI, Moser MB, Moser EI, Science 355, eaai8178 (2017). [PubMed: 28154241]
7. Kloc ML, Velasquez F, Niedecker RW, Barry JM, Holmes GL, Brain Stimul. 13, 1535 (2020). [PubMed: 32871261]
8. Luby JL, Baram TZ, Rogers CE, Barch DM, Trends Neurosci. 43, 744 (2020). [PubMed: 32863044]
9. Nelson CA 3rd et al. Science 318, 1937 (2007). [PubMed: 18096809]
10. Avvjament HL et al. Cell Rep. 25, 2299 (2018). [PubMed: 30485800]
11. Francis D, Diorio J, Liu D, Meaney MJ, Science 286, 1155 (1999). [PubMed: 10550053]
12. Molet J et al. Transl. Psikjatrija 6, e702 (2016). [PubMed: 26731439]
13. Davis EP et al. EBioMedicine 46, 256 (2019). [PubMed: 31362905]
14. Bolton JL et al. Cell Rep. 38, 110600 (2022). [PubMed: 35354026]
15. Chen R et al. Nat. Biotechnol 39, 161 (2021). [PubMed: 33020604]
For more information:1950477648nn@gmail.com
