隔離30天後，它們的腦細胞縮小了兩成
2023-04-02 04:41:34 5
這篇文章是
由官方微信《一切》雜誌的「帶科學回家」撰寫的。最近幾天，許多大朋友和孩子不能去上班和上學，這使他們感到與世隔絕的不舒服。然而，在一些辦公室工作人員開始與他們的同事再次取得聯繫後，他們不知道如何聊天。辦公室和食堂出現了芬蘭式的安靜禮儀。甚至一些小學生也從樓上跳下來，用他們的生命來抵制網上課程，因為他們的父母責備他們沒有認真對待網上課程。
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3年3月3日，河北省石家莊市明珠花園小學五年級學生和父母在網上上課時，從樓上連續跳下。
根據我們自己的經驗，我們知道孤立對人有影響，但是這種影響有多大，它的生理和心理方面是什麼？
事實上，一些研究發現，在長期孤獨或失去社交活動後，人類和動物會變得害怕社交，變得保守。已故認知和社會神經科學中心主任、芝加哥大學神經科學教授約翰·卡喬波十年前指出，人類大腦等社會性動物在脫離社會時會進入自我保護模式，因為孤立和孤獨是一種負面信號，會促使個體採取自衛和自我保護行動。
查看相關證據2014年發表在《心身醫學》上的一項研究發現，當草原田鼠和它們的配偶(草原田鼠是一夫一妻制)分開一段時間，然後被置於一個開放的環境中時，孤獨的草原田鼠不太願意探索環境，並且比那些和配偶在一起的草原田鼠表現出更多的逃避行為。
草原田鼠
孤獨的草原田鼠不太願意呆在空曠的土地上。它們傾向於繞著邊緣跑，因為中心更容易被捕食者發現。將
只分離的草原田鼠置於圖中圓形區域的開闊區域後，它們比未分離的草原田鼠更傾向於繞圓形區域奔跑。照片來源:約翰·卡喬波有時這種自我保護會讓人充滿負面能量。2009年，卡喬波和他的同事在《認知神經科學雜誌》
上發表了一項大腦成像研究，發現單獨大腦的顳頂連接更活躍，並且該區域與負面社會信號有關換句話說，孤獨的人更關心負面能量，對他人的負面行為更敏感。
顳頂葉連接(紅色圓圈)圖像來源:wikipedia
和一些最新的前沿研究也發現，孤立的孤獨感還可以減少齧齒動物的大腦神經元和神經元連接的體積美國託馬斯·傑斐遜大學的神經科學教授理察·斯梅因是研究隔離和孤獨對齧齒動物大腦影響的先驅。為了研究隔離對群居動物身心健康的影響，斯梅因和他的同事在老鼠身上進行了實驗，並在2018年11月的神經科學學會年會上做了報告。
隔離帶來的最顯著的環境變化是活動面積的減少和社會距離的擴大。為此，他們設計了兩種老鼠房子。第一個非常寬敞有趣。裡面有各種各樣的玩具。老鼠可以自由活動和社交，這類似於帶有娛樂設施的豪華住宅。
本研究中有兩種不同的生活環境:左邊是一個具有娛樂和社交功能的寬敞的鼠屋，右邊是一個沒有娛樂和社交功能的孤立鼠屋照片來源:理察·j·斯梅恩e
，而另一個是老鼠的狹窄的住處——美國標準研究用的鼠籠這個籠子的大小是25.4*19*15.24立方釐米。裡面沒有玩具。所有的邊都是透明的。每個籠子都是一隻老鼠。老鼠是相互隔離的。儘管老鼠可以透過籠子看到彼此，並通過聲音相互交流，但它們不能相互接觸。
每個人都有自己的品味。在左邊的豪宅裡，老鼠可以在玩具裡拉屎而不會被發現。然而，在右邊的小房子裡，朋友們會隔著屏幕看便便，並會被強迫在樓上看便便。如果你想埋葬便便，你會看到樓下的朋友看著自己...不可能不崩潰(霧)
為了研究隔離對小鼠大腦的影響，首先，應該培養一組原本自由自在但突然失去所有被禁小鼠的小鼠。因此，研究人員在舒適的環境中飼養了幾代「自由人」老鼠然後當一些老鼠3個月大時，他們把它們從豪華的房子搬到標準的住宅。
分離的小鼠有非常明顯的反應，它們會發出痛苦的呼救聲。密西根大學分子和行為神經科學中心主任胡達·阿基爾說，當齧齒動物聚集在一起時，它們發出的超聲波與它們被隔離時發出的聲音完全不同。當被隔離時，齧齒動物會發出求救信號，它們的大腦會加速遺忘和恐懼相關的記憶。
。在這些小鼠被分離30或90天後，研究人員取出小鼠的大腦，然後用高爾基染色法對神經元進行染色，以便觀察它們的變化
這些研究人員發現，在隔離一個月後，神經元軸突的大小(軸突是傳遞信號的神經元的結構)和樹突的長度(軸突是接收信號的神經元的結構)沒有顯著變化，但感覺和運動皮層中神經元的體積減少了20%幸運的是，樹突棘(即神經元之間的突觸形成位點)的數量增加了17%樹突棘對學習和記憶非常重要。當我們學習的時候，當神經元之間建立了新的聯繫，樹突棘的數量就會增加樹突(白棒)上的
樹突棘(白點)。來源:wikipedia
。這表明神經元希望通過增加樹突棘來增強交流，以彌補因神經元萎縮造成的損失換句話說，一個月的隔離對老鼠的大腦有不良影響，但是大腦可以自我調節。
但是隔離3個月後會發生什麼？
Smeyne發現，分離90天後，神經元的各項指標發生了顯著變化，樹突長度、軸突長度和神經元細胞體積減少了20%-25%斯梅因認為，更可怕的是樹突棘的數量也減少了20%，這表明神經元不再試圖通過增加樹突棘的數量來彌補體積的損失。
為了繼續研究隔離對小鼠大腦分子水平的影響，在與杜克大學神經學家勞裡·桑德斯(Laurie Sanders)和匹茲堡大學神經學家麥可·齊格蒙德(Michael Zigmond)合作的另一項研究中，Smeyne將另一批在豪華住宅中飼養的成年小鼠放在標準籠子中隔離4個月。
他們發現分離小鼠腦源性神經營養因子(BDNF)水平下降了73%，BDNF是幫助神經元生長、成熟和存活的重要蛋白質，而BDNF水平的下降明顯不利於腦功能這一發現並不奇怪。過去，許多研究證實，豐富多彩的生活環境可以增加BDNF的表達。
是隔離3個月造成的損失，僅限於神經營養因子。小鼠大腦中的線粒體DNA損傷增加了5倍，表明大腦的DNA修復能力明顯下降。目前，尚不清楚這種損害是否是可逆的。
也不例外。Akil及其同事在2011年和2014年的研究發現，孤立的齧齒動物的大腦變得更加抑鬱
最初，成纖維細胞生長因子2(FGF2)的表達降低，成纖維細胞生長因子2是分離1-2周的齧齒動物腦中的另一種神經生長因子對人類和許多動物來說，FGF2是一種天然的抗抑鬱和抗焦慮物質。如果FGF2分泌過少，人類和動物都容易抑鬱
抑鬱症的後果無需詳細描述早在1996年，發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一項突破性研究發現，抑鬱持續時間越長而不治療，海馬體萎縮得越嚴重。海馬體是與記憶相關的重要大腦區域。如果它的功能下降，它的影響將超過學習能力。
這些研究沒有在更長的時間內隔離小鼠，因為美國動物實驗倫理監管機構IACUC規定，實驗中使用的社會性動物必須被圈養在能夠提供社交和娛樂活動的環境中，並且禁止長時間隔離它們。
IACC關於實驗動物福利的規定:必須為實驗動物提供娛樂、社交和體育設施
圖片來源:研究。UCI。edu/合規/動物護理-使用/研究-政策和指導/環境富集。如果你想對動物的長期隔離進行研究，你需要向國際動物保護聯盟提交一份複雜的長期申請。如果違反了IACUC的規定，美國的研究人員將面臨嚴厲的懲罰，比如撤回研究基金，甚至丟掉工作。然而，上述研究也從側面表明，從動物福利的角度來看，國際動物保護聯盟的規定是合理的。
小鼠已經被分離一個月，因此不難理解人類在被分離後變得遲鈍和恐懼。
好科學家，你只是想告訴我們，想帶著波浪出來的動物是小而單一的，對嗎...
(ゥ)
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