父亲和孩子重塑彼此的神经细胞
2012-06-07 15:05:57   来源:   评论:0 点击:

作者:布莱恩·莫索普去年五月,因为妹夫大学毕业,我去了趟圣地亚哥,同时也是第一次见他四个月大的儿子,兰德勒。整个周末,我无法抑制自己内心对科学的痴迷,经常发觉自己在探究外甥的足部反应。在我解释为什...

作者:布莱恩·莫索普
 

 

去年五月,因为妹夫大学毕业,我去了趟圣地亚哥,同时也是第一次见他四个月大的儿子,兰德勒。整个周末,我无法抑制自己内心对科学的痴迷,经常发觉自己在探究外甥的足部反应。在我解释为什么他的脚趾这样或那样蜷曲时,妻子不赞成的表情和她家人绷着脸的瞪视使我很有压力,我放弃了专业用语,取而代之以儿语。

我的博士后生涯在神经系统科学研究中度过,大脑的发展过程对我尤其具有吸引力。但在这次家庭拜访中,比宝宝的神经发展更为引人注意的是我26岁的妹夫的再次发展。

仅仅几个月的时间里,杰克从我妻子的小兄弟变成了一个传宗接代的新爸爸。我第一次见到杰克时,他是个高高瘦瘦、少不更事的19岁的大男孩,中学一毕业就应征加入了美国海军。作为一个参加过两次伊拉克战争的退伍军人,杰克在六年中经历的事情比我们大多数人将要经历的更多,除此之外还知道许多疯狂的海员的故事。

然而,抚养兰德勒毫无疑问将成为杰克曾面对的最大的挑战。无论他知不知道,也不管他喜不喜欢,情况将发生剧烈的变化。周末的旅途结束之前,我看到杰克已经接受生活将永远不会像以前一样的现实:好几个星期里,放在他的大马力的马自达RX-8后备箱里的兰德勒的轿车座椅使他疲于应付,他终于放弃了,将马自达换成了一辆更实用的车,更易于小宝宝乘坐。

孩子的降临大概是父母生命中最重要的事件了。母子相连的观念非常容易接受。在孕期的九个月中母子俩密切相连。激素,比如流经母体的后叶催产素从生物方面将母亲和胎儿联系在一起。他们的心跳甚至都是同步的。胎儿出生之后,母亲向新生儿提供了天然的食物来源。全然不同的是,我们对父子纽带的生物学知识所知寥寥无几。

怀孕后,使胎儿存活下来的过程根本不需要男人。他们不用孕育或哺乳。但是研究表明父子纽带对孩子未来的成功至关重要。如果父亲将子女留给母亲独自抚养,孩子更有可能遭受感情问题的困扰,有攻击性,体验到成瘾问题,或者触犯法律。

由于在父子之间没有明显的身体联系——至少不像在母子身上看到的那样——研究者开始深入研究大脑以寻找理解父子关系的力量的更好的线索。最近的一些研究开始结出果实:我们现在知道在婴儿出生后的前几天里,在父亲和婴儿的大脑中都发生了变化,变化取决于父亲是否陪在宝宝身边。可能神经系统科学家最终找到了难于发现的父子纽带,并发现了确保父亲在婴儿出生后紧随不离的生物纽带。

大脑并非恒定不变,神经细胞在人的一生中经常重新连线。不仅会出现脑细胞改变连接方式的情况,而且还会自然地形成更多神经细胞,这样一个过程被称作神经形成。虽然神经形成的机制还不完全明了,但可以确知的是额外的脑细胞增长与学习新事物具有强相关。

最近的一项研究表明神经形成在老鼠幼崽出生后的几天中在雄性老鼠的大脑中发生。但是脑细胞的额外增长仅仅发生在老鼠爸爸待在鼠窝中的情况下。换句话说,如果老鼠爸爸在幼鼠出生当天离开了,就什么都不会发生。在嗅球中形成了一套新的脑细胞,特别适应于幼鼠的气味。大脑中一个至关重要的记忆中心海马部位也生成了另一套神经细胞,这有助于将幼鼠的气味固化在老鼠爸爸的长期记忆中。

在哺乳动物身上,位于鼻部的神经细胞运用特殊的气味感受器探测气味,并将信息传输给嗅球——嗅觉的整合中枢。但是仅仅是嗅幼鼠的气味并不足以造成新的神经细胞的形成。当研究者在笼中放置网状屏障将老鼠爸爸和幼鼠分隔开时,脑细胞也没有增加。老鼠爸爸必须在幼鼠出生后的早期阶段亲身待在鼠窝中才能又一次获得脑细胞的增加。在鼠窝中与幼鼠的身体接触加上幼子的气味是造成神经细胞生长的原因。

父亲与子女玩耍时形成的脑细胞被一种称作催乳激素的荷尔蒙所控制。这意味着负责在新妈妈的乳房中产生乳汁的同一种荷尔蒙似乎也参与了在婴儿出生后培养父子感情联系的活动。缺失催乳激素基因的老鼠爸爸没有形成任何与子女特别相关的脑细胞。

分离几周的时间通常足以使成年鼠忘掉它的配偶。但这些新的神经细胞帮助形成长效记忆和纽带,因为老鼠爸爸可以很容易地通过气味认出它们的子女,即使它们已经分离了很长一段时间。

表面看上去父子纽带的种子根植在新爸爸的新增神经细胞中,而另一方面,看来孩子可能出生时的大脑从一开始即期待着这种纽带的形成。

为证明这一点,一些近期研究转向一种具有非常相似的巢穴结构的啮齿目动物。八齿鼠是双亲动物,这意味着养育责任是由父母亲分担的。八齿鼠父亲的行为表现就像人类的父亲一样。他们在幼鼠出生后的早期阶段帮助进行基本的照料,比如保暖和理毛。随着幼鼠长大,八齿鼠父亲开始积极地与学步的子女玩耍。

研究者推断八齿鼠巢穴中父亲的缺席将对子女制造出真正的社交和感情的真空环境,就像人类家庭中的情况一样,缺失的父亲角色影响了家庭的动态变化。研究者发现如果啮齿目动物的父亲与幼崽一起待在巢穴中——可能由于与幼崽新建立的纽带——婴儿的大脑就会正常发育。但如果在幼崽出生后很快将父亲移出巢穴,新生儿的大脑则开始在神经突触处断裂,神经突触是大脑中短距离的化学联结点,它保证脑细胞彼此通联。

具体而言,在没有父亲的陪伴下被抚养长大的八齿鼠幼崽在眼窝前额皮质和躯体感觉皮质上都具有较少的神经突触。拥有较少的神经突触会改变信息在幼崽脑中处理的方式,并将使这些大脑区域运行异常。

眼窝前额皮质是前额皮质的一部分,它制约决策、回报和情感。由八齿鼠实验推断,这一区域里运转不灵的神经突触和信息处理问题最终可以解释为什么我们看到一些生活中没有父亲陪伴而长大的孩子受到(有时非常严重)的行为问题的困扰。

这些在老鼠身上开展的研究与我们已然知晓的触觉在神经生长中的作用相符合。早期的时日漂浮在羊水中度过,感觉官能缺乏,新生动物的躯体感觉皮质发生变化的时机已经成熟。但如果八齿鼠缺少了父亲的养育,原本应在出生后早期阶段生长繁茂的躯体感觉皮质的神经突触将会萎缩。结果,新生儿可能无法像他们本应可以的那样去处理触觉,这可能引发许多其他的生长发育问题,如新陈代谢问题或无规律的荷尔蒙生成问题。
这些动物研究表明父亲的大脑与其后代的大脑有显著并完美的密切关联。无论由于什么原因,生物学的、进化的,还是社会的原因,人类亲子关系的责任在传统上已经落在了母亲身上。但证据表明父亲对孩子的神经发展具有直接影响——而且事实上,父亲的大脑也能够受益。

可能我的外甥,在回应像杰克的触摸这样简单的事物时形成了一套健康的脑联结,在这一联结的支持下,他可能已经具备了必需的工具,帮助他面对长大后将遇到的行为和情感挑战。而我虽然不能准确地探测杰克的大脑一窥他是否在萌生新的神经细胞,我注意到由于他的新的父子纽带产生影响,他的关注焦点中产生了一个不可否认的变化。兰德勒的微小动作和声音大多数人没有察觉,而杰克却令人不可思议地注意到了。在杰克的大脑中以某种方式隐藏着一小部分神经细胞,它们专为他的儿子服务,想到这一点不由令人感到欣慰。
 
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关于作者
布莱恩·莫索普在杜克大学生物医学工程专业修完博士学位,在行为和发展神经系统科学领域做了博士后研究。他曾为《连线》杂志和《科学家》杂志撰稿,目前是科学公共图书馆(PLoS)的社区经理。

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

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