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腦科學研究:小腦在神經發育過程中非常重要

更新時間:2022-07-16 17:12:03點擊次數:156次字號:T|T


小腦控制著運動和非運動行為。盡管早已證實童年早期運動功能和智力水平的相關性,但復雜的發育性大腦疾病與小腦發育缺陷的相關性最近才被提出。有證據表明,小腦的發育是一個重要的過程,可以調控多種行為的發生。
新生兒腦損傷等因素可導致后期整體神經發育不良,而神經發育障礙性疾?。∟DDs)所產生的影響可覆蓋運動、感覺、認知和情感領域。小腦是細胞分化開始最早的腦內結構之一,也是完全成熟的最晚的結構之一。
因此,發育中的小腦易受遺傳和表觀遺傳因素、子宮環境中的毒性、局灶性或整體新生兒腦損傷或上述應激源的某種組合所導致的功能障礙的影響。這種復雜的危險因素在發育過程可導致廣泛的細胞、形態和環路異常。
小腦和大腦皮層之間具有廣泛的連接,在環路形成的關鍵時期,小腦的功能障礙可能進一步導致大腦皮層發育和功能的障礙。且由于NDD通常是根據行為來判定的,因此在研究過程中需要探索小腦環路、小腦-皮層間環路和患者的行為及其對應的神經機制等。


小腦功能的異常
最近,幾項新的研究表明,認知任務期間小腦的激活獨立于運動加工存在,且由小腦缺陷導致的運動性異??膳c非運動性異常同時存在。

小腦環路的中斷

·感覺運動處理
小腦直接參與運動協調和相關運動學習,此外,越來越多的證據表明小腦是感覺處理環路的關鍵組成部分。小腦可在視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺信息等的整合處理中起到重要作用,
有研究者認為,患者出現的語言及社交缺陷是由多感官整合缺陷導致的。最近,對于ASD兒童的研究也表明,多感官整合缺陷可能是由于缺乏對復雜視聽刺激(如語言)的不同感官成分之間的時間關系的感知能力??傊?,皮質-小腦“連接組”的發育軌跡改變可導致語言和社交缺陷,且這很可能與多感官整合缺陷有關。


·區域間形態發生


小腦皮層包圍著的三對小腦核(頂核、間位核、齒狀核)不僅負責小腦的信息傳出,還負責接收側支傳入信息。
有研究表明,小腦與丘腦中的神經元分化大約同時開始并持續進行,因此推測早期小腦的缺陷可導致丘腦發育受到影響,最終導致傳入大腦皮層的信息發生異常。


小腦異常的治療措施
研究NDDs可作為研究“小腦連接組”發育軌跡的一個方法,并可為臨床干預提供途徑。最近的研究旨在探索基于不同刺激模式(侵入和非侵入),探索針對涉及小腦相關疾病的分子信號通路的治療方法。


·非侵入性刺激

非侵入性腦刺激技術,如經顱直流電刺激(tDCS),作為治療小腦功能障礙的方法已經越來越流行。最近的多項研究以證明tDCS治療可促進患者運動及非運動功能的恢復,對健康個體的平衡、運動等也有提高作用。

·侵入性刺激
腦深部電刺激(DBS)是一種侵入性刺激方法,由于其在臨床上的成功率越來越高而受到了持續關注。DBS已被廣泛用于涉及小腦功能異常的帕金森(PD)、強迫癥(OCD)等病癥的緩解。
·分子療法
由于不同復雜的大腦疾病具有不同小腦發育軌跡,因此,針對突觸可塑性、發育相關信號等過程中涉及到的特定細胞類型和靶點設計相應的分子療法至關重要。神經元的活動是基于興奮性和抑制性信號調節的,因此,分子療法的目標即為調節興奮/抑制(E/I)平衡。

總結與展望


有關此領域的開創性研究挑戰了小腦主要參與運動行為的這一原有理論,并使人們關注到小腦在非運動方面功能的影響。然而,在發育過程中,小腦對運動和非運動功能狀態的控制機制仍不清楚。更重要的是,小腦發育時間長、圍產期發育迅速的特點表明了小腦易受到多種因素影響從而導致發育障礙。

考慮到小腦和大腦皮層之間形成了豐富的連接網絡,關注發育中小腦的易感性尤其關鍵。影像學、行為學和臨床前動物模型研究的證據清楚地表明,小腦發育和小腦-皮質連接的發展是決定兒童精神疾病發病和嚴重程度的因素。

在這里,作者提出“小腦連接組”的發展軌跡,并以此作為一個統一的框架來研究各種復雜的大腦疾病,如ASD、注意力缺陷多動障礙(ADHD)和DS。這個框架整合了導致疾病的空間、時間和信息相關因素的變化。最后,作者回顧了復雜大腦疾病的治療策略,包括非侵入性、侵入性的治療方法和分子靶向方法。


人類的神經影像學研究表明,小腦參與了認知處理和情緒控制。對動物的研究表明,在其他方面,小腦對社交能力和認知能力的正常發展非常重要。研究人員還發現,小腦功能的改變與成癮、自閉癥和精神分裂癥有關。

khodakha說:“對于小腦研究來說,這是一個非常激動人心的時刻,我認為在接下來的幾年里,我們會看到小腦在認知和情感處理等非運動功能中扮演著越來越重要的角色?!?/span>

原文鏈接:https://www.xianjichina.com/special/detail_396568.html


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