《Science》赢在起跑线：出生后的第一周是感官发育的关键时期

UZH的研究人员发现，的嗅觉和触觉的成熟是密切相关的，这种强烈的相互作用发生在一个狭窄的发育时间窗口内。

　　

UZH的研究人员发现，小鼠的嗅觉和触觉的成熟是密切相关的，这种强烈的相互作用发生在一个狭窄的发育时间窗口内。

这些发表在《Science》杂志上的发现，不仅强调了环境刺激对生命早期大脑组装的重要性，而且强调了感官的相互依赖发展。

嗅觉和触觉是哺乳动物最早感知到的感觉，使新生儿能够哺育母亲并与母亲建立联系。如果这两种早期感觉中的一种有缺陷，人类可能会出现各种神经发育障碍。

“我们的感官对于大脑回路的正常形成和运作至关重要，”苏黎世大学(UZH)大脑研究所神经科学副教授兼联合主任Theofanis Karayannis说。

气味会影响新生儿的大脑

先前的研究已经表明相应的感官输入对于感官的发展的重要性——气味对于嗅觉，声音对于听觉等等。然而，到目前为止，人们对不同的感官如何影响另一种感官的成熟知之甚少。

Karayannis领导的一个研究小组现在更仔细地观察了嗅觉刺激对新生小鼠大脑的影响。为了做到这一点，研究人员将一种令人愉悦的气味传递给幼鼠的鼻孔，并利用最先进的大脑皮层半球宽视场成像技术绘制出脑细胞的活动模式。

他们观察到，气味触发了小鼠大脑皮层大部分的神经活动，包括负责触觉的区域。

出生后的关键时间窗

此外，研究人员只在很短的时间内观察到这种现象:出生后的第一周。在年龄较大的幼鼠和成年小鼠中，气味影响的大脑区域更有限。

“这清楚地表明，出生后第一周的嗅觉输入会在大脑中诱发一种特殊的电活动模式。这向我们表明，它可能对非嗅觉感觉处理的大脑回路的形成至关重要，”Karayannis解释说。

嗅觉和触觉的成熟是相互联系的

为了验证这一假设，研究小组调查了早期的嗅觉刺激是否对触觉的成熟也至关重要。为此，他们训练成年小鼠分辨接触它们胡须的是细砂纸还是粗砂纸——这是小鼠观察环境的主要方式。

研究人员发现，在出生后的第一周没有接受任何嗅觉输入的小鼠，比那些接触过气味的小鼠表现得差得多。Karayannis说:“在关键的时间窗口期，嗅觉的缺陷也会影响晚年的触觉处理。”

两种早期感觉之间的短暂功能互动在大脑解剖中也很明显:在生命的第一周，也就是关键的时间窗口，研究人员检测到在处理嗅觉和触觉的大脑区域之间延伸出一串神经连接。这种联系在几周内就消失了。

早期的嗅觉刺激很重要

Karayannis说:“我们的研究表明，早期接触气味对触觉的发育和成熟至关重要。这一发现可能也适用于听觉或视觉等其他感官，这些感官在生命的后期才成熟。”虽然这些实验是在小鼠身上进行的，但之前的研究结果表明，类似的过程也在人脑中起作用。“因此，我们的研究结果引起了人们对评估嗅觉缺陷影响的关注，尤其是在生命早期对一般感觉和认知处理成熟的影响。”

这种缺陷可能是由基因改变引起的，但也可能由环境引起。

气味疗法对新生儿重症监护病房有用吗?

其中一个例子涉及被安置在新生儿重症监护病房(NICU)的早产儿，在那里他们被剥夺了正常的感觉环境。事实证明，这可能会给个人留下长期的情感和认知印记。

Karayannis说:“虽然医院的目标是为这些婴儿提供最佳的触觉、听觉和视觉刺激，但嗅觉的应用并不广泛。我们的研究结果表明了一种机制，通过这种机制，适当的嗅觉线索可能对支持婴儿各种感官和认知技能的发展产生积极影响。”