
一项新的研究显示,在南极洲花了14个月的月份后,有9名探险队离开了大陆的大脑稍小。
一群研究人员在旅途前后扫描了探险队的大脑,发现器官中的某些结构在旅途中缩小了。特别是,大脑结构对于学习至关重要记忆被称为海马的人损失了很大的体积。结果于今天(12月4日)在新英格兰医学杂志,建议这些探险队可能通过在极地冰上生活和工作在一个孤立的研究站中过着急需的大脑刺激,只有几个人,而且几个月来。
大脑收缩也可能破坏探险者处理情绪并与他人互动的能力,因为海马是那些认知能力的“关键”,共同作者亚历山大·斯坦(Alexander Stahn)是Charité-Charité-UniversitätsmedizsmedizinBerlin柏林大学医学科学助理教授宾夕法尼亚大学Annia and Annia and Concience Indecy Indecy Indecia,
南极团队中看到的大脑变化回声相似的 观察用啮齿动物制成的,这表明长时间的社会孤立时期钝化了大脑建立新神经元的能力。生活在一个“单调”的环境中,这个环境很少发生变化,几乎没有有趣的物体或房间可以探索,似乎促使啮齿动物大脑的变化类似于探险队中看到的啮齿动物的大脑,尤其是在海马中。作为成年后为数不多的大脑区域之一,海马在我们学习和获得新的记忆时不断地重新布线我们的神经回路brainfacts.org。
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尽管啮齿动物的大脑似乎依靠环境刺激来维持海马,但对隔离和单调对人脑的影响知之甚少。 Stahn和他的合着者认为南极可能是调查的理想实验室。他说,Stahn主要研究大脑在长期太空旅行期间可能会发生变化,但南极使他能够检查这些影响更接近家。
他说:“可以认为这是评估长时间隔离和隔离的影响的绝佳空间类似物。”
根据该冬季,所讨论的极地研究站,称为Neumayer Station III,位于韦德尔海附近的Ekström冰架上,并在整个冬季都容纳9人。阿尔弗雷德·韦格纳学院(Alfred Wegener Institute),运行车站。该建筑物本身包含了团队的大多数工作区,公共区域和供应室,在16个液压支柱上隐约可隐约地覆盖的冰架上方。该站被苦涩的荒野所包围,当然符合“孤立”的教科书定义。
在探险队陷入南极冬季之前,斯坦和他的合着者通过磁共振成像(MRI),它使用强磁场和无线电波来捕获大脑的结构图像。出于医疗原因,其中一名探险社无法接受MRI,但作者确实测量了所有九个团队成员的蛋白质内部水平,称为脑衍生的神经营养因子(BDNF)。 BDNF蛋白支持新神经元的生长,并使萌芽细胞得以生存。没有BDNF,海马将无法建立新的神经连接。
作者在整个探险中测试了探险队的BDNF水平和认知表现,在团队返回家园后,再次扫描了他们的大脑。研究人员还从没有参加探险的九名健康参与者中进行了相同的测量。
果然,在南极的14个月内,探险队在南极的14个月内损失了更多的海马体积和BDNF,而不是待在家里的小组。
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特别是,在进行MRI的八名探险队中,海马的一个称为齿状回的地区大幅下降。该区域是海马内神经发生的温床,并记录了事件的记忆。brainfacts.org。平均而言,在研究站逗留期间,每个探险者的齿状回缩水约4%至10%。
与探险前的分数相比,牙齿回旋体积损失更大的探险队在空间处理和选择性关注的测试中的表现也更糟。在旅行中,探险队大脑的其他区域似乎也缩小,包括大脑皮层(大脑皱纹外层)上的几个斑点;这些斑点是左侧的帕拉希公共回,右侧外侧前额叶皮层和左眶额皮层。
探险队的BDNF水平已经从基线水平下降了,在探险队中的四分之一方面,他们平均下降了约45%。这些水平在团队返回家园后的1.5个月保持较低。该研究说,从探险到后来,BDNF水平的较高降低与齿状回的量较大相关。
由于他们的研究仅包括九个人,因此作者强调,他们的“数据应谨慎解释”。仅根据他们的研究,作者无法确定探险的哪些要素构成了社会或环境剥夺,特别是他们指出。研究人员说,尽管如此,结果表明,长时间的隔离可能会耗尽BDNF的人脑,改变海马的结构,并破坏重要的认知功能,例如记忆。
Stahn说,研究人员目前正在研究预防这种大脑收缩的几种可能方法,例如“特定的体育锻炼程序和虚拟现实,以增加感觉刺激”。作者说,从理论上讲,如果啮齿动物研究的发现在人类中成立,那么用新物品和活动“丰富”一个人的环境可以使海马避免收缩。
最初出版现场科学。