早期干预有助于婴儿大脑健康

在神经发育领域，有一件事是明确的:干预越早越好。神经科学家正在越来越多地发现可能对生命早期的认知能力产生负面影响或改善的因素。在CNS年会上，研究人员介绍了两种早期干预措施的新工作:一种是对接触抗生素的婴儿使用工程肠道微生物，另一种是对产前接触酒精的婴儿使用胆碱补充剂。

　　

在神经发育领域，有一件事是明确的:干预越早越好。婴儿期是大脑发育的关键时期，神经科学家正在越来越多地发现可能对认知能力产生负面影响的因素，以及能够在生命早期提高认知能力的因素。认知神经科学学会的年会上(中枢神经系统)、明尼苏达大学研究人员提出新的工作在两个早期干预:一个工程的潜在使用肠道微生物对antibiotic-exposed婴儿,另一个在胆碱补充治疗婴儿出生前暴露酒精。

“这些演讲强调了以病人为基础的神经科学如何能够推动新生儿和婴儿护理领域，为改善认知提供循证干预，”全国儿童医院的Nathalie Maitre说，她主持了新生儿和婴儿大脑的中枢神经系统研讨会。“它们也展示了这个领域的跨学科性质，将拥有尖端神经成像技术的医生以及微生物学等其他专业领域的医生聚集在一起。”

婴儿健康的微生物方法

 

明尼苏达大学的谢丽尔·盖尔博士说:“作为一名专门护理生病的新生儿的儿科医生，我一直很关心婴儿早期的接触会如何影响相关的长期健康结果。”因此，她的团队开始将微生物基因组分析、生物计算方法和脑功能评估结合起来，以更好地了解婴幼儿的神经发育。

Gale将在CNS发表一项新的研究，该研究表明，肠道细菌组成不同的婴儿在记忆任务中处理听觉和视觉刺激的方式不同。“这些结果提高了肠道细菌参与大脑功能发育的可能性，”她说。

这项由玛丽·希基(Marie Hickey)领导的研究发表在《儿科研究》(Pediatric Research)网站上，比较了服用抗生素的婴儿和未在出生一个月内服用抗生素的婴儿的大脑活动。研究者使用脑电图记录电活动的一种称为事件相关电位(erp)婴儿的大脑在回应他们的母亲的声音或一个陌生人的声音——一种叫做“识别记忆”的内存,可以评估在婴儿在会说话之前行为变化是显而易见的。

Gale解释说:“认知记忆是最早形成的外显记忆类型之一，它依赖于内侧颞叶结构，包括海马，在动物模型中，海马是受微生物群干扰的大脑区域。”事实上，之前关于内脏-大脑联系的研究几乎都是在动物模型上进行的，这使得这项人类研究特别有价值和独特。与此同时，ERP技术也被广泛应用于其他研究中，成功地预测了一系列行为，如后期的语言发展、阅读能力和自闭症风险。

接触抗生素的婴儿的ERP测量结果显示，与没有接触抗生素的婴儿相比，他们对母亲的声音有异常反应。所有婴儿在其他方面都是健康的，研究人员努力控制其他变量，如炎症反应和婴儿的胎龄。

虽然这项新研究显示了早期接触抗生素与参与者的大脑功能之间的关系，但研究人员尚未确定因果关系。Gale说:“我们还不知道微生物和婴儿大脑功能之间是否有明确的因果关系，但未来的研究将有希望阐明这一点。”

这项工作确实提高了创造工程微生物作为一种干预来帮助早期生命的可能性。Gale说:“婴儿期是大脑发育的关键时期，治疗干预可以对整个生命过程产生影响。”

一种可以逆转损害的补品

 

尽管数十年的研究表明在怀孕期间饮酒会产生不利影响，但根据2017年《美国医学会儿科学》杂志的一项研究，胎儿酒精综合症在世界各地仍然很常见——在普通人群中，1000人中大约有8人会受到影响。该综合症会给婴儿造成脑结构异常和认知障碍，以及其他有害影响。

杰夫·沃兹尼亚克(Jeff Wozniak)记得，在他职业生涯的早期，他第一次遇到胎儿酒精谱系障碍的临床病例，并第一次意识到“这是一个非常独特的、缺乏了解的人群，他们的需求非常高。”他还意识到在这一人群中缺乏影像学研究。“所以我感兴趣使用一些可用的工具,我们在明尼苏达大学做高质量的成像的大脑结构和功能群缺乏研究的人口了解大脑是如何由酒精改变产前接触最早的发展阶段”。

通过这项工作，他和他的同事们确定了产前酒精暴露导致脑细胞损失和包括基因表达在内的重要发育过程中断的多种方式。例如，他说，酒精可能会干扰参与整个大脑髓鞘形成过程的基因。

这项研究包括一种潜在的治疗方法，特别是通过补充胆碱营养素进行早期干预。在长达10年的随机、双盲和安慰剂对照研究中，他们发现，与未补充胆碱的儿童相比，产前饮酒的2- 5岁儿童在产后补充胆碱后，认知能力得到了改善。

在CNS，他将提出参与者的发现，在他们补充胆碱四年后，没有进一步的干预。与安慰剂组相比，早期服用胆碱的人表现出更高的非语言智力、更高的视觉空间技能、更高的工作记忆能力、更好的语言记忆，以及较少的注意力缺陷多动障碍(ADHD)的行为症状。

沃兹尼亚克说:“你介入的时间越早，你就越有能力改变那个孩子的发展轨迹。”“所以，把这些孩子带回来，观察他们的发展，发现与安慰剂相比，胆碱对认知功能的影响更大，比如工作记忆，甚至ADHD的行为差异。这是一件令人兴奋的事情。”

营养和大脑发育之间的联系并不新鲜;例如，叶酸早就被确定为一种预防神经管疾病的补充剂。然而，长期以来测试营养干预对认知的影响的纵向研究相对较新，标志着认知神经科学和儿科健康令人兴奋的融合。

沃兹尼亚克将这项工作视为解决一系列神经发育轨迹和障碍的潜在范式转变的开端。他说:“我们的干预措施是循序渐进的，但非常重要的是循序渐进，因为它们向我们和其他人表明，我们不应该把这些情况看作是发生在产前的静态损伤，事情到此为止。”“相反，我们应该了解哪些发育过程出了问题，然后尽可能早地治疗这些孩子，识别他们，并以一种优化其余神经发育的方式治疗他们。”

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“新生儿和婴儿大脑研究:从神经科学到发明”研讨会将于2021年3月14日(周日)下午2点举行，是3月13日至16日CNS 2021虚拟会议的一部分。

CNS致力于发展心智和大脑研究，旨在调查认知的心理、计算和神经科学基础。自1994年成立以来，该协会一直致力于为全球2000名会员提供最新的研究成果，以促进公众、专业和科学的讨论。