Egwyddorion Cylchred Emosiynol yr Ymennydd Maturatio

Mae'r ymennydd mamalaidd wedi'i drefnu mewn cylchedau sy'n gorgyffwrdd, wedi'u rhyngosod, ac mae corff helaeth o wybodaeth wedi canolbwyntio ar aeddfedu cylchedau synhwyraidd (gweledol, clywedol) a modur (1-3). Ac eto, mae llawer llai yn hysbys am egwyddorion aeddfedu cylchedau ymennydd "emosiynol", gan gynnwys y rhai sy'n llywodraethu ymddygiadau gwobrwyo, straen ac ofn.

Mae mamaliaid yn ddosbarth o anifeiliaid sydd â deallusrwydd a chof datblygedig, ac mae strwythur a swyddogaeth eu hymennydd wedi'u gwella a'u gwella'n barhaus yn ystod y broses esblygiadol hir. Fel y gwyddom i gyd, bodau dynol yw'r rhywogaethau mwyaf deallus ymhlith mamaliaid, a'n hymennydd gwych yw ffynhonnell ein IQ.

Mae'r berthynas rhwng yr ymennydd a'r cof yn anwahanadwy, nid yn unig bodau dynol ond hefyd mae gan lawer o famaliaid eraill swyddogaeth cof cryf. Er enghraifft, mae llawer o anifeiliaid yn cofio eu tiriogaethau, ffynonellau bwyd, a llwybrau, ac mae pob un ohonynt yn hanfodol ar gyfer goroesi. Mae ymchwil wedi canfod mai hipocampws a cortecs rhagflaenol yr ymennydd mamalaidd yw'r rhanbarthau pwysicaf ar gyfer ffurfio a storio cof.

Yn ogystal, mae mamaliaid wedi datblygu amrywiaeth o strategaethau cof dros gyfnod hir o esblygiad i addasu i wahanol amgylcheddau byw ac anghenion. Mae eliffantod a dolffiniaid, er enghraifft, yn defnyddio cof lleisiol, mae mwncïod a gwiwerod yn defnyddio cof gofodol, mae morgrug a gwenyn yn defnyddio cof cemegol, ac ati.

Oherwydd bod y berthynas rhwng yr ymennydd a'r cof mor agos, dylem drysori ein deallusrwydd a'n cof, dysgu ac archwilio gwybodaeth newydd yn gyson, a chynnal iechyd a bywiogrwydd yr ymennydd. Ar yr un pryd, rhaid inni hefyd roi sylw i amgylchedd byw mamaliaid eraill a'i ddiogelu, fel y gallant barhau i ddefnyddio eu cof a'u deallusrwydd pwerus. Dim ond trwy warchod a gwarchod amgylchedd ecolegol natur gyda'n gilydd y gallwn ennill mwy o ddoethineb a hapusrwydd. O'r safbwynt hwn, mae angen i ni fodau dynol hefyd wella imiwnedd. Gall Cistanche wella imiwnedd yn sylweddol, oherwydd gall Cistanche hefyd reoleiddio cydbwysedd niwrodrosglwyddyddion, megis cynyddu lefelau acetylcholine a ffactorau twf, sy'n bwysig ar gyfer cof a dysgu yn bwysig iawn. Yn ogystal, gall cig hefyd wella llif y gwaed a hyrwyddo darpariaeth ocsigen, a all sicrhau bod yr ymennydd yn derbyn digon o faeth ac egni, a thrwy hynny wella bywiogrwydd a dygnwch yr ymennydd.

Cliciwch gwybod ffyrdd i wella gweithrediad yr ymennydd

Mae tystiolaeth yn awgrymu bod mewnbynnau synhwyraidd o’r amgylchedd yn ystod cyfnod sensitif mewn bywyd ôl-enedigol cynnar yn cael effeithiau pwysig ar ddatblygiad cylched emosiynol, yn union fel y mae delweddau niweidiol neu gadarnhaol, arogleuon, a synau yn dylanwadu ar deimladau a gweithredoedd pan fyddant yn oedolion.

Mae tarfu ar weithrediad cylchedau emosiynol yn sail i salwch meddwl ac anhwylderau defnyddio sylweddau. Felly, mae gwell cydnabyddiaeth o'r egwyddorion sy'n arwain datblygiad y cylchedau hyn yn bwysig ar gyfer deall iechyd pobl.

Mae sefydlu cylchedau synhwyraidd trwy gydol datblygiad yn cynnwys cyfnod cychwynnol o ddigwyddiadau a yrrir yn enetig a moleciwlaidd, gan gynnwys mudo niwronau ac adeiladu synapsau.

Mae cryfhau neu docio dilynol synapsau yn broses rhwydwaith sy'n dibynnu ar weithgaredd sy'n cerflunio cylchedau aeddfed (4). Mae gweithgaredd rhwydwaith sy'n hanfodol i'r broses hon, yn ei dro, yn cael ei yrru gan fewnbynnau synhwyraidd cylched-benodol (ee dilyniannau tôn, golau, neu gyffyrddiad). Yn ogystal, rhaid i'r gweithgaredd rhwydwaith synhwyraidd a yrrir gan signalau ddigwydd yn ystod cyfnod tyngedfennol neu sensitif (1–3).

Fodd bynnag, mae cyflawni ymddygiadau cymhleth mewn bodau dynol a mamaliaid eraill - a'r cyfrifiannau, y penderfyniadau a'r emosiynau sy'n cyfrannu at ymddygiadau o'r fath - yn gofyn am gylchedau ymennydd ychwanegol.

Mae'r rhain yn derbyn gwybodaeth gydgyfeiriol o rwydweithiau sy'n amgodio a phrosesu signalau amgylcheddol, ac o ragamcanion nerfau sy'n cyfleu cyflwr mewnol y corff (gweler y ffigur).

Mae'r cylchedau lefel uchel hyn, sy'n cael eu hystyried yn "emosiynol" neu'n "wybyddol" yn ôl eu prif ymwneud ag ymddygiad dynol (ee, gall y cof fod yn wybyddol tra gall "greddf" fod yn emosiynol), ddyfarnu ffrydiau niferus o wybodaeth i yrru ymddygiadau cymhleth. Tra bod darganfyddiadau am strwythur a swyddogaeth cylchedau emosiynol yn cynyddu, mae eu datblygiad, ac yn benodol dylanwad signalau amgylcheddol ar eu haeddfediad, yn parhau i fod yn ddiffygiol.

Gan ganolbwyntio ar ddylanwad signalau synhwyraidd yn gynnar mewn bywyd ôl-enedigol ar aeddfedu cylched emosiynol, cynigir bod dilyniannau anrhagweladwy o signalau amgylcheddol yn dylanwadu ar ddatblygiad cylched emosiynol a mireinio, gan hyrwyddo bregusrwydd i salwch emosiynol.

Mae cylchedau emosiynol yn cynnwys ardaloedd cortigol rhagflaenol, niwclysau thalamig, hippocampus, amygdala, a niwclysau hypothalamig, yn ogystal â rhanbarthau isgortigol ychwanegol.

Mae gweithgareddau cydgysylltiedig y cylchedau hyn yn gofyn am aeddfedu eu cydrannau a mireinio eu cysylltiadau integreiddiol ymhellach. Er nad yw llawer o gwestiynau am natur aeddfedu cylched emosiynol wedi'u datrys yn llawn, mae gwybodaeth o ddatblygiad cylched synhwyraidd a chof yn addysgiadol. Mae'r cysyniad o hierarchaeth yn gyffredin i'r ddwy broses: Yn y cylchedau gweledol, synhwyraidd-modur a chlywedol, mae datblygiad yn mynd yn ei flaen o niwronau perifferol sy'n derbyn signal i niwclysau thalamig gradd gyntaf i'r cortecs, ac yna niwclysau thalamig ail radd a rhanbarthau cortigol sydd, yn eu tro, yn cymryd rhan mewn cylchedau emosiynol a gwybyddol lefel uchel.

Yn nodedig, mae'r signal amgylcheddol priodol ar gyfer pob cylched synhwyraidd yn nodi mynegiant genynnau a hunaniaeth celloedd y niwronau gradd gyntaf, ac mae gweithgareddau'r niwronau hyn yn nodi hunaniaeth a swyddogaeth eu targedau cortigol.

Mae niwronau o fewn cylchedau emosiynol (ee, gwobr) yn gweithredu fel celloedd targed ar gyfer allbwn cylched synhwyraidd, ac felly gall eu hunaniaeth a'u gweithgareddau gael eu gyrru gan fewnbwn o gylchedau synhwyraidd rhyngosodol. I gefnogi'r syniad hwn, mae amddifadedd mewnbwn synhwyraidd yn tarfu ar gysylltiadau synaptig y niwronau cyfnewid synhwyraidd cynradd a'r niwronau lefel uchel sy'n perthyn i gylchedwaith integreiddiol emosiynol (5).

Unwaith y bydd y cylchedwaith sylfaenol wedi'i sefydlu, mae cerflunio ychwanegol o gylchedau emosiynol yn cynnwys newidiadau meintiol yn niferoedd a/neu gryfder synapsau a newidiadau yng nghyfraniadau cymharol amcanestyniadau niwronol math-benodol o gelloedd i gyflenwad synaptig niwronau mewn rhanbarthau ymennydd allweddol (nodau hwb ) y gylched. Yn y model hwn, mae datblygiad hierarchaidd cylchedau emosiynol integreiddiol yn dechrau gydag aeddfediad amgylcheddol sy'n ddibynnol ar signalau o rwydweithiau synhwyraidd, ynghyd â niwronau cyfnewid sy'n cyfleu cyflyrau corff mewnol.

Mae hierarchaeth debyg o ddatblygiad cylched, wedi'i ddylanwadu gan signalau amgylcheddol synhwyraidd, yn digwydd yn y gylched hippocampal dysgu a chof. Yma, mae signalau synhwyraidd o'r amgylchedd yn cael eu cyfleu trwy ranbarthau cysylltiad yn y cortecs i'r niwronau haen arwynebol yn y cortecs entorhinal medial, y cam cyntaf yn aeddfediad ysbeidiol hierarchaidd y rhwydwaith hwn.

Mae eu dilyniannau o signalau synaptig (gweithgaredd) yn eu tro yn gyrru camau dilynol aeddfedu'r gylched, gan gynnwys niwronau hippocampal ar hyd y llwybr trisynaptig a ddilynir gan gelloedd cortecs entorhinal ochrol haen-ddofn (6). I gefnogi’r dilyniant hwn o weithgaredd fesul cam – sy’n ddibynnol ar ddysgu a datblygiad cylched cof, mae tawelu gweithgaredd cynhyrfus ar unrhyw gam o’r rhwydwaith mewn llygod yn amharu ar aeddfedu niwronau i lawr yr afon ond nid ar y rhai i fyny’r afon.

Felly, mae gwybodaeth o ddatblygiad cylched synhwyraidd a chof yn awgrymu bod angen signalau synhwyraidd o sawl math, sy'n digwydd yn ystod cyfnodau sensitif, i sefydlu cysylltiadau synaptig o gydrannau lefel gyntaf ac uwch o gylchedau emosiynol eginol (2, 3, 5, 7).

Eto i gyd, mae p'un a yw'r mireinio dilynol o gysylltiadau niwronau swyddogaethol sy'n ymwneud â gweithredu allbwn ymddygiadol cymhleth rhwydweithiau emosiynol yn dibynnu ar signalau synhwyraidd, a ffynhonnell a nodweddion signalau o'r fath, yn parhau i fod yn aneglur.

Mae astudiaethau dynol yn cefnogi dylanwad cryf signalau synhwyraidd bywyd cynnar o'r amgylchedd ar ddatblygiad a swyddogaeth cylchedau emosiynol (8). Mae ffynonellau a nodweddion posibl y mewnbynnau hyn wedi parhau i fod yn aneglur, ond mae astudiaethau sylfaenol, a ategwyd gan dystiolaeth sy'n dod i'r amlwg, yn dangos bod mewnbynnau synhwyraidd amlwg i aeddfedu cylchedau emosiynol yn deillio o amgylchedd agos dyn (neu gnofilod) sy'n datblygu.

Yn ystod y cyfnod sensitif y mae'r cylchedau emosiynol hyn yn datblygu - a ddangosir gan astudiaeth reoledig ar hap mewn plant amddifad Rwmania a fabwysiadwyd ar wahanol oedrannau (9) a gwaith diweddar ar draws bodau dynol a chnofilod (8) i gwmpasu 2 flynedd a 2 wythnos gyntaf bywyd, yn y drefn honno. —mae'r prif amgylchedd agos yn cynnwys y rhieni.

Felly, gall mewnbwn synhwyraidd gan rieni fod yn baramedr amlwg sy'n dylanwadu ar aeddfedu emosiynau a'u cylchedau sylfaenol.

Mae natur arwyddion synhwyraidd rhieni ac amgylcheddol eraill sydd naill ai'n hyrwyddo neu'n tarfu ar aeddfedu cylchedau ymennydd emosiynol wedi denu set gyfoethog o astudiaethau arsylwi a mecanistig (9-13). Mae'r rhan fwyaf o'r sylw mewn astudiaethau dynol wedi canolbwyntio ar bresenoldeb, maint ac ansawdd signalau rhieni (ee, sensitifrwydd, ymatebolrwydd) am anghenion y baban, gyda ffocws penodol ar ymddygiadau mamol yn hytrach na thad (8).

Fodd bynnag, mae astudiaethau a ysbrydolwyd gan aeddfedrwydd y rhwydwaith clywedol yn cefnogi rôl flaenllaw nid yn unig yn falens cadarnhaol neu negyddol signalau rhieni ond hefyd yn eu patrymau neu ddilyniannau wrth aeddfedu cylchedau emosiynol (1, 12).

Mewn bodau dynol, mae dilyniannau anrhagweladwy (entropi uchel) o signalau synhwyraidd mamol i'r baban yn rhagweld canlyniadau emosiynol niweidiol parhaus, gan gynnwys rheolaeth waeth ar emosiynau ac ymddygiadau (rheolaeth ymdrechgar) (13), rhagfynegydd sefydledig o wendidau meddyliol a risg o anhwylder straen wedi trawma yn ddiweddarach mewn bywyd. Yn nodedig, mewn astudiaethau rheoledig o lygoden a llygoden, arweiniodd dilyniannau anrhagweladwy o ymddygiadau argae yn uniongyrchol at aeddfedu cylched emosiynol afreolus ac o ganlyniad tarfu ar ymddygiadau tebyg i bleser yn y morloi bach (11, 12, 14).

Dim ond nawr mae'r mecanweithiau y mae dilyniannau rhagweladwy neu anrhagweladwy o signalau synhwyraidd sy'n deillio o rieni yn modiwleiddio aeddfedu cylchedau ymennydd penodol yn dod i'r amlwg. Er enghraifft, mae dilyniannau anrhagweladwy o ymddygiadau gofal mamol llygoden yn dylanwadu ar gysylltedd synaptig mewn nodau ymennydd allweddol sy'n cyfrannu at straen a chylchedau emosiynol eraill.

Yn benodol, mae llygod sy'n cael eu magu gan argaeau sy'n dangos dilyniannau anrhagweladwy o ofal (ond gyda'r un faint o ofal yn gyffredinol) yn ystod y cyfnod ôl-enedigol cynnar sensitif wedi cynyddu dwysedd synapsau excitatory swyddogaethol ar hormon sy'n rhyddhau corticotropin sy'n sensitif i straen ac yn rheoleiddio (CRH) - sy'n mynegi hypothalamig niwronau (14).

Mae'r cysylltedd synaptig afreolaidd hwn yn arwain at amhariad ar ymatebion ymddygiadol a hormonaidd i straen acíwt a chronig yn ddiweddarach mewn bywyd. Mae'r mecanweithiau ar gyfer dyfalbarhad afieithus synapsau cynhyrfus ar y celloedd CRH yn cynnwys gwanhau'r tocio datblygiadol arferol o'r synapsau cynhyrfus hyn gan gelloedd ymennydd microglial cyfagos.

Yn benodol, mae mynegiant a swyddogaeth y derbynnydd microglial Mer tyrosine kinase (MERTK) phagocytic (amlyncu synaps) yn cael ei leihau. Nid yw'n hysbys eto a yw hyn yn deillio o effeithiau uniongyrchol signalau anrhagweladwy ar ficroglia neu a yw signalau niwronaidd i ficroglia yn cael eu haflonyddu.

Mae astudiaethau mewn bodau dynol yn awgrymu y gallai dilyniannau signal synhwyraidd anrhagweladwy a'u heffaith bosibl ar aeddfedu cylched yr ymennydd mewn babanod a phlant esbonio cyfran sylweddol o'r amrywiad mewn canlyniadau emosiynol (13).

Canfu astudiaethau arfaethedig yn yr Unol Daleithiau a’r Ffindir fod dilyniannau anrhagweladwy o ymddygiadau mamol yn awgrymu diffygion mewn rheolaeth ymdrechgar, a pharhaodd yr effeithiau hyn er gwaethaf cywiro newidynnau bywyd cynnar pwysig eraill, gan gynnwys sensitifrwydd y fam i anghenion y baban (mesur cyffredin o ansawdd y fam ymddygiadau gofal), statws economaidd-gymdeithasol, a symptomau iselder mamol (13).

Mae canfyddiadau dylanwad parhaus dilyniannau anrhagweladwy o arwyddion bywyd cynnar ar aeddfedu swyddogaethol cylchedau emosiynol yn datgelu llwybrau ar gyfer ymchwil yn y dyfodol. Er enghraifft, gallai dilyniannau o signalau synhwyraidd yrru gweithgaredd niwronaidd o fewn rhwydwaith emosiynol sydd eisoes yn datblygu. Nid yw'n hysbys ychwaith a oes dilyniant hierarchaidd o fireinio synaptig ac aeddfedu o fewn cylchedau emosiynol penodol, sy'n cyfateb i gylchedau synhwyraidd a chof. Mae angen ymchwilio ymhellach i'r poblogaethau celloedd (fel celloedd CRH hypothalamig) sydd fwyaf agored i ddilyniannau anrhagweladwy o signalau synhwyraidd. Yn ogystal, a ellir atal neu liniaru'r diffygion parhaus yng ngweithrediadau cylchedau emosiynol sy'n deillio o arwyddion bywyd cynnar anrhagweladwy?

Byddai technolegau newydd, gan gynnwys optogeneteg anfewnwthiol (15), yn caniatáu cyflwyno dilyniannau rhagweladwy a / neu anrhagweladwy o signalau sy'n actifadu poblogaethau celloedd penodol ar wahanol adegau yn ystod cyfnodau sensitif neu'n hwyrach. Gallai arbrofion o'r fath mewn modelau anifeiliaid brofi a yw gweinyddu dilyniannau signal rhagweladwy yn goresgyn y diffygion mewn ymddygiadau emosiynol sy'n deillio o fagu mewn amgylcheddau anrhagweladwy a gallai lywio ymyriadau ymddygiadol mewn plant. Yn wir, mae gan y fframwaith cysyniadol a ddisgrifir yma fudd sylweddol posibl: Os yw patrymau anrhagweladwy o arwyddion synhwyraidd bywyd cynnar yn amharu ar aeddfedu arferol cylchedau emosiynol, gan arwain at wendidau salwch meddwl, yna gall y patrymau afreolus hyn gael eu lliniaru trwy ddulliau ymddygiadol ataliol neu ymyriadol ( 8).

DIOLCHIADAU

Diolchwn i CM Gall, G. Lynch, a T. Hensch am eu trafodaethau gwerthfawr. Cefnogir yr awduron gan y Sefydliadau Iechyd Cenedlaethol (grantiau P50 MH096889, MH73136, ac NS108296), Sefydliad Bren, a Sefydliad Hewitt ar gyfer Ymchwil Biofeddygol.

CYFEIRIADAU A NODIADAU

Takesian AE, Bogart LJ, Lichtman JW, Hensch TK, Nat. Neurosci 21, 218 (2018). [PubMed: 29358666]

2. Cheng S, et al. Cell 185, 311 (2022). [PubMed: 35063073]

3. Khazipov R, et al. Natur 432, 758 (2004). [PubMed: 15592414]

4. Faust TE, Gunner G, Schafer DP, Nat. Parch. Neurosci 22, 657 (2021). [PubMed: 34545240]

5. Frangeul L et al. Natur 538, 96 (2016). [PubMed: 27669022]

6. Donato F, Jacobsen RI, Moser MB, Moser EI, Gwyddoniaeth 355, eaai8178 (2017). [PubMed: 28154241]

7. Kloc ML, Velasquez F, Niedecker RW, Barry JM, Holmes GL, Ysgogiad yr Ymennydd. 13, 1535 (2020). [PubMed: 32871261]

8. Luby JL, Baram TZ, Rogers CE, Barch DM, Tueddiadau Neurosci. 43, 744 (2020). [PubMed: 32863044]

9. Nelson CA 3ydd et al. Gwyddoniaeth 318, 1937 (2007). [PubMed: 18096809]

10. Ewyllys da HL et al. Cell Rep. 25, 2299 (2018). [PubMed: 30485800]

11. Francis D, Diorio J, Liu D, Meaney MJ, Gwyddoniaeth 286, 1155 (1999). [PubMed: 10550053]

12. Molet J et al. Cyfieithiad. Seiciatreg 6, e702 (2016). [PubMed: 26731439]

13. Davis EP et al. EBioMeddygaeth 46, 256 (2019). [PubMed: 31362905]

14. Bolton JL et al. Cell Rep. 38, 110600 (2022). [PubMed: 35354026]

15. Chen R et al. Nat. Biotechnol 39, 161 (2021). [PubMed: 33020604]

For more information:1950477648nn@gmail.com