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催产素在神经科学领域多影响引科学家关注

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催产素的故事始于20世纪初。当时,生物化学家在脑垂体后叶中发现了一种能提高宫缩和泌乳的物质。稍后,科学家发现了相关荷尔蒙,并将其命名为催产素——源于希腊词语“快速出生”。催产素产生自大脑的下丘脑,上世纪70年代的研究显示,产生催产素的神经会向大脑传递信号,这表明它能调节行为。


在1979年的一项标志性研究中,北卡罗来纳大学的Cort Pedersen和Arthur Prange发现,为“处女”鼠注射催产素能触发其母性行为。研究人员又发现,催产素能让草原田鼠形成终生配偶制——这在哺乳动物中十分可贵。2012年,研究人员甚至在秀丽隐杆线虫体内发现了催产素,它能帮助这种动物发现和识别配偶。


“这是一种非常古老的分子。”印第安纳大学神经学家Sue Carter说,“在现代动物进化中,这种荷尔蒙已经被使用和重复使用。而且,几乎所有试图寻找催产素在社会行为等方面作用的人已经发现了一些线索。”


但其对哺乳动物的作用仍有许多未解之谜。人们很难测量大脑中的催产素水平,也很难弄清它通常何时、何地释放以及分泌多少。科学家也不能精确了解它是如何改变行为的。


“我们需要开始思考催产素在大脑中的基本作用。”Young说。美国国家精神卫生研究所所长Thomas Insel 表示:“这对理解大脑是如何调节行为的至关重要。”


Froemke致力于研究响应幼崽哭声的母性行为背后的机制。他主要研究了左侧听觉皮层。今年4月刊登于《自然》杂志的研究报告显示,向未交配雌鼠的左侧听觉皮层中注射催产素后,相比生理盐水注射,催产素显著提升了雌鼠搜索呼救幼鼠的反应速度。这种荷尔蒙能放大输入信号,并允许它们意识到行动的重要性。


“该研究是这一领域的高水平工作,将行为、大脑区域和分子基础等融合在一起。”兰贡医学中心神经学家Richard Tsien说。Tsien则通过分析海马切片研究催产素在神经回路中的活性。


在2013年的小鼠研究中,Tsien团队发现,催产素能有选择地作用于一种名为抑制性中间神经元的细胞,它能平息该神经回路中的背景颤动。“催产素能改善信号传递,几乎能加倍通过该系统的信息数量。”Tsien说。事实上,它能产生更多信号和更少噪音。


Froemke和Tsien的工作适合一个更广阔的理论:催产素有助于社会互动和识别的一种方法是提高大脑对社会相关景象、声音或其他刺激的响应。Young已经发现,这种荷尔蒙能有助于小鼠识别和注意其他小鼠的气味。研究人员还发现,它能提升人类识别面孔的能力。


减缓孤独症


基础研究的快速发展也吸引了临床兴趣。上世纪50年代,催产素就开始被用于加速分娩,因此一些研究人员认为它用于实验也相对安全。


大约10年前,心理学研究开始显示,通过鼻内喷雾一次剂量的催产素能改善健康年轻人社会行为的诸多问题。与对照组相比,吸入催产素的人在玩投资游戏时,更愿意将自己的钱委托给陌生人。一剂量催产素也能增加人们凝望对方眼睛的时间,并提高他们通过对方微表情推断其情绪状态的能力。


由于对社会认知有重要作用,催产素成为治疗精神疾病尤其是孤独症的候选者。孤独症患者通常在社会互动和沟通方面有问题,他们无法适当地处理社会刺激。科学家认为,催产素可能会逆转某些症状。


2010年开始,科学家就发现有证据支持这一理论。研究人员发现,催产素能暂时改变孤独症患者的移情和社会合作状态。加拿大Holland Bloorview儿童康复医院孤独症研究中心临床神经学家Evdokia Anagnostou 回忆道:“人们变得相当兴奋。”


法国国家科研中心研究人员也通过试验发现,注射催产素能够显著缓解孤独症患者的症状。他们在美国《国家科学院学报》上报告说,科研小组给13名孤独症患者注射了催产素,这些患者具有正常的智力和语言水平,但无法主动参与社交活动。结果显示,在传球游戏等试验中,注射了催产素的孤独症患者社交恐惧感有所减轻,更喜欢与他人玩耍,表现得更自信。


但许多有关催产素对孤独症效果的早期研究存在限制,原因是研究人员评估了单次剂量和相对较少的参与者,而之后使用更多剂量的实验则没能出现理想结果。


2010年澳大利亚悉尼大学临床心理学家Adam Guastella研究了16位患有孤独症的男性青少年,发现一剂催产素能改善他们的症状。但当他尝试着在两个月中为参与者提供双倍的日剂量后,结果并没有出现社会互动或社会认知方面的显著改善。“这表明,随着时间的推移,催产素在改善精神疾病症状方面存在限制。”他说。


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