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健康的年轻人与海马体变化相关的隔离 恶劣环境

一项小规模的前瞻性研究表明,在南极考察队进行的十四个月中-冬季几乎完全黑暗,温度低至-58°F,社交互动极为有限-导致健康的年轻人脑部发生变化。

MRI扫描前后显示,极地研究站Neumayer-Station III的探险者经历了齿状回的海马体体积减少,脑源性神经营养因子(BDNF)水平降低以及空间加工和选择性注意测试的性能降低在《新英格兰医学杂志》上报道说,柏林Charité-Universitaoftsmedizin大学和宾夕法尼亚大学的Alexander Stahn博士及其同事报道。

斯坦恩说,这是关于长期的社会孤立和环境剥夺对人类齿状回影响的首次纵向研究:除了横断面分析以外,仅在动物体内进行了长期剥夺和孤立的大脑研究。

他补充说,海马在映射空间关系和执行导航任务中起着举足轻重的作用,“越来越多的证据表明,海马的认知图也与社会关系有关。” 斯塔恩对《今日医学》杂志说:“我们的工作突显了物理和社会环境对于维持长期孤立和禁闭的人类海马可塑性和认知功能的关键作用。”

没有参与这项研究的德累斯顿德国神经退行性疾病研究中心的Gerd Kempermann博士说:“这是一项重要的研究。” “它可能并没有特别说明南极洲对人类的影响,但确实可以证明我们人类在多大程度上依赖于我们丰富的经验。”

肯珀曼说:“当然,关键的问题是这些变化在细胞和分子水平上意味着什么。” “这是在现阶段难以对成人神经猜测,但它是当然的,有趣地看到,大脑结构,做节目的成人神经受到影响-海马,”他告诉MedPage今天。

他补充说:“而且我们知道压力会影响各种可塑性,包括成人的神经发生。” “但是,在过去的几年中,我们已经确切地通过这些机制了解到了大脑的灵活性,因此其恢复能力将同样有趣。我们希望会进行后续研究。”

在这项研究中,Stahn及其同事评估了平均年龄为33岁的五名男性和四名女性,他们在极地研究站度过了14个月,其中有9个月与外界隔离。他们还研究了一个对照组,该对照组由九个人组成,他们没有参加这次探险,他们的性别,年龄和海马体积都匹配。

参与者在探险之前,之中和之后完成了10次认知测试,以评估注意力,记忆力,认知反应时间和空间思维能力。他们进行了血液检查以测量BDNF(一种负责促进神经细胞和突触生长的蛋白质),并接受了脑部MRI检查。一名参与者由于医学禁忌症无法进行MRI检查,但完成了所有其他评估。

在14个月以上的时间里,远征者的齿状回海马体积减少幅度大于对照组,远征组的减少幅度相当于7.2%±3%。斯塔恩说:“这些变化非常强劲;我们的变化大约为7%,这令人感到有些惊讶。”

在考察的第一季度之后,血清BDNF浓度下降至比考察前的水平低的水平,而1.5个月后,血清BDNF的浓度未恢复正常。BDNF的降低与齿状回体积的减少有关(R 2 = 0.47)。

在空间处理(R 2 = 0.87)和选择性注意(R 2 = 0.82)的测试中,齿状回体积的减少也与较低的认知表现有关。斯坦恩指出,重复进行认知测试通常可以提高测试结果,但是对于齿状回体积减小的参与者,这种学习效果却有所降低。探险者在其他认知测试中未发现表现下降。

斯塔恩说,只有九个人参与了这项准实验研究,“我们无法区分是社会隔离还是缺乏与海马相关刺激的接触”。睡眠不足等其他因素也可能起到了作用。

他补充说:“下一步,我们计划研究一种特定类型的体育锻炼是否能够抵消观察到的大脑变化。” “此外,我们目前还在调查个人之间的漏洞和弹性对于长时间隔离和封闭的重要性。”

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