过去的心理学研究一直强调社会纽带对生存的重要性，表明持久的关系与更长的预期寿命、更强韧的免疫系统、更好的心血管健康以及更低的精神疾病风险相关。此外，这些研究还表明，由双亲抚养对发展起着重要作用，因为它通常与成年后更好的情绪调节、认知表现和社会能力相关。
墨西哥国立自治大学(UNAM)的研究人员最近进行了一项涉及一种名为草原田鼠的啮齿动物物种的研究，旨在更好地理解生命早期阶段所接受的照料如何影响大脑发育和成年后的社交性行为。他们的论文发表在《开放生物学》(Open Biology)杂志上，表明由单亲而非双亲抚养会影响大脑区域之间的连接，并影响哺乳动物在日后与潜在伴侣互动时的行为。
论文的共同资深作者温迪·波蒂略(Wendy Portillo)和内斯托·F·迪亚兹(Néstor F. Díaz)告诉《物理科学》网站："尽管它们很重要，但早期亲代照料和成年社会纽带如何塑造大脑的神经生物学机制仍知之甚少。由于人类研究的复杂性以及实验研究相关的伦理限制，直接在人类身上研究这些过程具有挑战性。为了解决这些问题，我们的研究小组使用了社会性单配偶制的草原田鼠(Microtus ochrogaster)，这是少数几种天然形成长期配对关系并提供双亲照料的哺乳动物物种之一。这些特征使草原田鼠成为研究社会关系生物学基础的优秀转化模型。"
与许多其他哺乳动物物种不同，草原田鼠在家庭结构上自然表现出差异。虽然一些幼崽由雌性和雄性父母共同抚养，但其他幼崽仅由一位父母抚养。这些观察到的差异特别有利于探索早期亲代经历如何影响幼崽的成年行为和大脑发育。
波蒂略表示："先前的研究表明，仅由母亲抚养的草原田鼠接收到的亲代照料较少，并可能表现出持久的社会行为改变。例如，成年后，它们可能在代际照料行为以及配对关系形成的时间或强度方面表现出变化。然而，这些行为效应背后的大型脑网络机制仍不清楚。"
波蒂略和她的同事们希望阐明早期亲代养育，特别是幼崽是由一位还是两位父母抚养，如何影响草原田鼠的功能连接性和社交性行为。因此，他们设计了一个实验，能够在监测动物大脑区域之间连接和成年社交性行为的同时，控制养育条件。
波蒂略和迪亚兹解释道："为了研究亲代养育的长期影响，我们比较了在两种不同家庭结构中抚养的草原田鼠。在双亲条件下，母亲和父亲在发育过程中都与幼崽在一起。在单亲条件下，父亲在幼崽出生前不久被从笼子中移除，因此母亲提供所有亲代照料直到断奶。"
为了估计幼崽接收到的亲代照料质量，研究人员在幼崽出生六天后记录了单亲和双亲家庭。然后他们观看了这些录像，并记录了父母参与的照料行为数量，例如舔舐、梳理和在巢内蜷缩在幼崽身上。此外，他们还测量了父母离开巢穴的时间。
波蒂略说："这使我们不仅能够确定动物是在双亲还是单亲家庭中抚养的，还能确定它们实际上接收了多少直接亲代照料。当后代成年后，我们评估了他们的社交性行为。成年雄性和雌性被放置在与不相关的异性伴侣一起，我们记录了初始共同居住期间的行为，包括性行为和依偎行为。"
为了评估动物的成年社交性行为，研究团队使用了啮齿动物研究中常用的伴侣偏好测试。在此测试中，一只草原田鼠可以在三个相连的腔室之间自由移动。一位动物熟悉的性伴侣被放置在一个侧腔室中，而一只不熟悉的田鼠被放置在对面的侧腔室中。研究人员随后观察测试田鼠数小时，以确定它们是花更多时间与熟悉的伴侣在一起，还是与不熟悉的动物在一起。
波蒂略解释道："为了了解大脑功能，我们使用了静息态功能性磁共振成像(rs-fMRI)。这种技术测量了不同大脑区域之间自发的、同步的大脑活动波动。当两个大脑区域显示出相关活动时，这表明它们在功能上是连接的。与电生理学或光遗传学不同，rs-fMRI使我们能够同时评估多个大脑区域之间的大规模功能连接。"
在啮齿动物完成伴侣偏好测试之前，研究人员使用rs-fMRI扫描了它们的大脑。这提供了大脑连接的基线测量，或者说，动物大脑中区域之间的总体连接。
研究团队的实验结果表明，早期亲代照料对不同大脑区域之间协调活动的模式具有持久影响。此外，由一位父母或两位父母抚养似乎与生命早期接收到的照料量不同有关。
波蒂略和迪亚兹表示："在单亲家庭中抚养的草原田鼠与在双亲家庭中抚养的相比，接收到的舔舐和梳理以及蜷缩在幼崽身上的行为较少。这些早期亲代照料的差异与成年大脑功能连接的持续变化相关。"
在社交性测试的最初几小时内，研究人员没有观察到单亲家庭和双亲家庭的成年田鼠在行为上有任何显著差异。然而，他们发现了动物结合经历结果的性别特异性差异。
波蒂略解释道："来自双亲和单亲家庭的雌性都表现出对伴侣的明显偏好，双亲抚养的雄性也表现出伴侣偏好。相比之下，单亲抚养的雄性在共同居住48小时后没有表现出显著的伴侣偏好。这表明生命早期父亲缺席和亲代照料减少可能对雄性配对关系形成产生选择性长期后果。"
波蒂略和她的同事们还能够识别出似乎与幼崽早期生活中的家庭结构和接收到的亲代照料相关的不同功能性脑网络。
波蒂略解释道："一个网络特别与动物是在双亲还是单亲家庭中抚养有关。另一个网络与生命早期接收到的舔舐和梳理量相关。我们还发现了与亲社会行为和伴侣偏好相关的网络，表明成年社会行为与分布式的脑连接模式相关，而非与孤立的脑区域相关。"
这项最近研究的一个显著贡献是，它将通常单独研究的脑回路整合到一个系统级网络框架中。这些回路包括参与基于奖励的学习、情绪、嗅觉、社会识别和亲代行为的大脑区域。
波蒂略表示："我们的方法提供了对早期社会经历如何塑造成年社会大脑的更全面理解。尽管我们的发现来自动物模型，但它们支持早期家庭经历可以塑造大脑发育并影响日后社会行为的观点。了解这些机制可能提高我们对以社交障碍为特征的神经发育和精神疾病的认知，包括抑郁症、自闭症谱系障碍和依恋相关障碍。"
这项最近的研究为了解早期生活经历如何塑造啮齿动物大脑的组织提供了新的见解，特别是涉及社交性结合的神经回路。未来的研究可能会尝试在具有不同家庭结构的其他哺乳动物中验证这些发现，最终甚至在人类中。
波蒂略和迪亚兹表示："我们的工作也为未来研究奠定了基础，这些研究将检验单亲抚养后观察到的社会缺陷是否源于调节依恋、奖励、情绪和社会行为的回路中功能连接的改变。最终，它们可能帮助我们更好地理解早期生活经历如何导致对以社交障碍为特征的精神病和神经发育疾病的易感性或韧性。"
从长远来看，波蒂略和她的同事们的工作可能有助于确定最受早期生活照料影响的脑回路，或婴儿或儿童最需要亲代照料的特定发育窗口。这反过来可能有助于制定针对特定神经发育或精神障碍的预防新策略，以及旨在逆转本研究中报告效应的早期干预措施。
波蒂略表示："到目前为止，我们已经确定了与早期亲代经历、亲社会行为和配对结合相关的大规模脑功能网络。然而，功能性磁共振成像显示哪些脑区域一起活跃；它并不能证明这些区域在解剖学上直接连接，或特定网络导致特定行为。一些看起来功能连接的脑区域可能通过中间区域间接通信。因此，我们的下一步是确定本研究中识别的网络是否在社交和配对结合行为中起因果作用。"
为了更深入了解他们识别的网络的作用，研究人员计划使用其他技术与fMRI一起进行进一步实验，如电生理学、光遗传学和化学遗传学工具。这些技术将使他们能够选择性地记录、激活或抑制目标脑区域或神经回路，以确定这如何影响与潜在伴侣形成关系、亲代行为和其他社交性行为。
波蒂略表示："我们还想确定调节这些回路的神经递质、神经调节剂和分子信号通路。草原田鼠的社会行为受到催产素、加压素、多巴胺和其他奖励和依恋调节系统的影响。了解这些信号通路如何与大规模脑网络相互作用将帮助我们解释稳定社会关系如何在大脑中编码和维持。"
作为未来研究的一部分，波蒂略和她的同事们还将研究早期生活经历如何产生本论文中报告的大脑连接的持久变化。他们的希望是了解这些变化是永久性的还是可以逆转的，无论是在动物达到成年之前还是之后。
波蒂略补充道："我们特别感兴趣的是了解改变的脑网络如何影响未来的社交互动、交配策略和养育行为的代际传递。最终，我们希望我们的研究能提供对早期社会经历如何终生塑造大脑的更深入理解。通过结合脑成像、行为分析和回路方法，我们旨在确定将早期生活照料、成年社会行为以及对精神病障碍中社交功能障碍的易感性或韧性的生物机制联系起来。"
【全文结束】