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    父親和孩子重塑彼此的神經細胞
    2012-06-07 15:05:57   來源:   評論:0 點擊:

    作者:布萊恩·莫索普去年五月,因為妹夫大學畢業,我去了趟圣地亞哥,同時也是第一次見他四個月大的兒子,蘭德勒。整個周末,我無法抑制自己內心對科學的癡迷,經常發覺自己在探究外甥的足部反應。在我解釋為什...

    作者:布萊恩·莫索普
     

     

    去年五月,因為妹夫大學畢業,我去了趟圣地亞哥,同時也是第一次見他四個月大的兒子,蘭德勒。整個周末,我無法抑制自己內心對科學的癡迷,經常發覺自己在探究外甥的足部反應。在我解釋為什么他的腳趾這樣或那樣蜷曲時,妻子不贊成的表情和她家人繃著臉的瞪視使我很有壓力,我放棄了專業用語,取而代之以兒語。

    我的博士后生涯在神經系統科學研究中度過,大腦的發展過程對我尤其具有吸引力。但在這次家庭拜訪中,比寶寶的神經發展更為引人注意的是我26歲的妹夫的再次發展。

    僅僅幾個月的時間里,杰克從我妻子的小兄弟變成了一個傳宗接代的新爸爸。我第一次見到杰克時,他是個高高瘦瘦、少不更事的19歲的大男孩,中學一畢業就應征加入了美國海軍。作為一個參加過兩次伊拉克戰爭的退伍軍人,杰克在六年中經歷的事情比我們大多數人將要經歷的更多,除此之外還知道許多瘋狂的海員的故事。

    然而,撫養蘭德勒毫無疑問將成為杰克曾面對的最大的挑戰。無論他知不知道,也不管他喜不喜歡,情況將發生劇烈的變化。周末的旅途結束之前,我看到杰克已經接受生活將永遠不會像以前一樣的現實:好幾個星期里,放在他的大馬力的馬自達RX-8后備箱里的蘭德勒的轎車座椅使他疲于應付,他終于放棄了,將馬自達換成了一輛更實用的車,更易于小寶寶乘坐。

    孩子的降臨大概是父母生命中最重要的事件了。母子相連的觀念非常容易接受。在孕期的九個月中母子倆密切相連。激素,比如流經母體的后葉催產素從生物方面將母親和胎兒聯系在一起。他們的心跳甚至都是同步的。胎兒出生之后,母親向新生兒提供了天然的食物來源。全然不同的是,我們對父子紐帶的生物學知識所知寥寥無幾。

    懷孕后,使胎兒存活下來的過程根本不需要男人。他們不用孕育或哺乳。但是研究表明父子紐帶對孩子未來的成功至關重要。如果父親將子女留給母親獨自撫養,孩子更有可能遭受感情問題的困擾,有攻擊性,體驗到成癮問題,或者觸犯法律。

    由于在父子之間沒有明顯的身體聯系——至少不像在母子身上看到的那樣——研究者開始深入研究大腦以尋找理解父子關系的力量的更好的線索。最近的一些研究開始結出果實:我們現在知道在嬰兒出生后的前幾天里,在父親和嬰兒的大腦中都發生了變化,變化取決于父親是否陪在寶寶身邊。可能神經系統科學家最終找到了難于發現的父子紐帶,并發現了確保父親在嬰兒出生后緊隨不離的生物紐帶。

    大腦并非恒定不變,神經細胞在人的一生中經常重新連線。不僅會出現腦細胞改變連接方式的情況,而且還會自然地形成更多神經細胞,這樣一個過程被稱作神經形成。雖然神經形成的機制還不完全明了,但可以確知的是額外的腦細胞增長與學習新事物具有強相關。

    最近的一項研究表明神經形成在老鼠幼崽出生后的幾天中在雄性老鼠的大腦中發生。但是腦細胞的額外增長僅僅發生在老鼠爸爸待在鼠窩中的情況下。換句話說,如果老鼠爸爸在幼鼠出生當天離開了,就什么都不會發生。在嗅球中形成了一套新的腦細胞,特別適應于幼鼠的氣味。大腦中一個至關重要的記憶中心海馬部位也生成了另一套神經細胞,這有助于將幼鼠的氣味固化在老鼠爸爸的長期記憶中。

    在哺乳動物身上,位于鼻部的神經細胞運用特殊的氣味感受器探測氣味,并將信息傳輸給嗅球——嗅覺的整合中樞。但是僅僅是嗅幼鼠的氣味并不足以造成新的神經細胞的形成。當研究者在籠中放置網狀屏障將老鼠爸爸和幼鼠分隔開時,腦細胞也沒有增加。老鼠爸爸必須在幼鼠出生后的早期階段親身待在鼠窩中才能又一次獲得腦細胞的增加。在鼠窩中與幼鼠的身體接觸加上幼子的氣味是造成神經細胞生長的原因。

    父親與子女玩耍時形成的腦細胞被一種稱作催乳激素的荷爾蒙所控制。這意味著負責在新媽媽的乳房中產生乳汁的同一種荷爾蒙似乎也參與了在嬰兒出生后培養父子感情聯系的活動。缺失催乳激素基因的老鼠爸爸沒有形成任何與子女特別相關的腦細胞。

    分離幾周的時間通常足以使成年鼠忘掉它的配偶。但這些新的神經細胞幫助形成長效記憶和紐帶,因為老鼠爸爸可以很容易地通過氣味認出它們的子女,即使它們已經分離了很長一段時間。

    表面看上去父子紐帶的種子根植在新爸爸的新增神經細胞中,而另一方面,看來孩子可能出生時的大腦從一開始即期待著這種紐帶的形成。

    為證明這一點,一些近期研究轉向一種具有非常相似的巢穴結構的嚙齒目動物。八齒鼠是雙親動物,這意味著養育責任是由父母親分擔的。八齒鼠父親的行為表現就像人類的父親一樣。他們在幼鼠出生后的早期階段幫助進行基本的照料,比如保暖和理毛。隨著幼鼠長大,八齒鼠父親開始積極地與學步的子女玩耍。

    研究者推斷八齒鼠巢穴中父親的缺席將對子女制造出真正的社交和感情的真空環境,就像人類家庭中的情況一樣,缺失的父親角色影響了家庭的動態變化。研究者發現如果嚙齒目動物的父親與幼崽一起待在巢穴中——可能由于與幼崽新建立的紐帶——嬰兒的大腦就會正常發育。但如果在幼崽出生后很快將父親移出巢穴,新生兒的大腦則開始在神經突觸處斷裂,神經突觸是大腦中短距離的化學聯結點,它保證腦細胞彼此通聯。

    具體而言,在沒有父親的陪伴下被撫養長大的八齒鼠幼崽在眼窩前額皮質和軀體感覺皮質上都具有較少的神經突觸。擁有較少的神經突觸會改變信息在幼崽腦中處理的方式,并將使這些大腦區域運行異常。

    眼窩前額皮質是前額皮質的一部分,它制約決策、回報和情感。由八齒鼠實驗推斷,這一區域里運轉不靈的神經突觸和信息處理問題最終可以解釋為什么我們看到一些生活中沒有父親陪伴而長大的孩子受到(有時非常嚴重)的行為問題的困擾。

    這些在老鼠身上開展的研究與我們已然知曉的觸覺在神經生長中的作用相符合。早期的時日漂浮在羊水中度過,感覺官能缺乏,新生動物的軀體感覺皮質發生變化的時機已經成熟。但如果八齒鼠缺少了父親的養育,原本應在出生后早期階段生長繁茂的軀體感覺皮質的神經突觸將會萎縮。結果,新生兒可能無法像他們本應可以的那樣去處理觸覺,這可能引發許多其他的生長發育問題,如新陳代謝問題或無規律的荷爾蒙生成問題。
    這些動物研究表明父親的大腦與其后代的大腦有顯著并完美的密切關聯。無論由于什么原因,生物學的、進化的,還是社會的原因,人類親子關系的責任在傳統上已經落在了母親身上。但證據表明父親對孩子的神經發展具有直接影響——而且事實上,父親的大腦也能夠受益。

    可能我的外甥,在回應像杰克的觸摸這樣簡單的事物時形成了一套健康的腦聯結,在這一聯結的支持下,他可能已經具備了必需的工具,幫助他面對長大后將遇到的行為和情感挑戰。而我雖然不能準確地探測杰克的大腦一窺他是否在萌生新的神經細胞,我注意到由于他的新的父子紐帶產生影響,他的關注焦點中產生了一個不可否認的變化。蘭德勒的微小動作和聲音大多數人沒有察覺,而杰克卻令人不可思議地注意到了。在杰克的大腦中以某種方式隱藏著一小部分神經細胞,它們專為他的兒子服務,想到這一點不由令人感到欣慰。
     
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    關于作者
    布萊恩·莫索普在杜克大學生物醫學工程專業修完博士學位,在行為和發展神經系統科學領域做了博士后研究。他曾為《連線》雜志和《科學家》雜志撰稿,目前是科學公共圖書館(PLoS)的社區經理。

    http://article.yeeyan.org/view/142540/127044

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