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众所周知，新生小鼠接触到的气味会影响许多成年后的社会行为，科学家将其称为“嗅觉印记”。但这是为什么呢？科学家们还不清楚。
近日，来自日本福井大学的研究人员在《eLife》杂志上发表论文称，他们发现了嗅觉印记必需的分子，揭示了决策过程和神经发育障碍的机制。他们还建议在早期使用催产素，这样能更有效地治疗神经发育障碍疾病。
小鸭子会跟随出生后看到的第一个移动物体，这种现象被称为“视觉印记”；洄游鱼类在幼年时期接触到气味会引导它们成年后游回出生地，这种现象则被成为“嗅觉印记”。在幼年的关键时期接收的环境信息对形成大脑的感觉图谱和神经回路非常重要。在哺乳动物中，早期接触的环境信息会影响日后的认知和社会行为。
为了了解关键时期小鼠嗅觉印迹的机制，日本科学家们进行了一系列实验，最终揭开了其中的谜底。
“我们发现了参与嗅觉印记的三种分子，”日本福井大学的Nishizumi博士说，“它们分别是：嗅觉感觉神经元产生的信号分子——Semaphorin 7A（Sema7A）；僧帽细胞/丛状细胞的树突中表达的Sema7A受体——Plexin C1（PlxnC1）；以及一种被称为爱情激素的脑肽——催产素。”
在关键时期，当新生幼鼠接触一种气味时，信号分子Sema7A会通过与受体PlxnC1相互作用启动对气味的印记反应，但这种受体只在出生后第一周的树突内表达，时间窗很窄。哺乳期婴儿体内释放的催产素会引起气味记忆的积极反应。之前的研究表明，雄性小鼠通常会对陌生的小鼠气味表现出强烈的好奇心。在关键时期“阻断”Sema7A信号则会让小鼠对陌生小鼠表现出回避反应。
此外，研究还揭示了新生小鼠对厌恶气味的矛盾反应。例如，当幼年小鼠在关键时期接触到厌恶气味，也会首先引起积极反应。也就是说，在这个过程中，固有通路和印记通路相互竞争，最终印记通路获胜了。为了解决这一矛盾，大脑必须有一个详细的机制，使积极和消极反应相互影响。
那么，这些结果是否适用于人类？首先，它为人类大脑功能和行为的研究提出了许多问题。人类的嗅觉或其他感觉系统是否也存在这样的关键期？在小鼠的大脑中，印记反应最终战胜了先天反应，人类也遵循类似的决策过程吗？其次，本研究还表明，不恰当的感觉输入可能会导致神经发育障碍，如自闭症谱系障碍（ASD）和依恋障碍（AD）。
催产素被广泛用于治疗成人ASD。然而，Nishizumi博士说：“我们的研究表明，在幼年的关键时期进行催产素治疗比在成年后进行治疗更有效。因此，婴儿催产素治疗将有助于预防ASD和AD，这将为神经发育障碍开启一种新的治疗程序。”
总而言之，这项研究为我们理解人类的决策和心智斗争增加了有价值的新见解，还揭示了研究印记神经科学的新路径。
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编译：花花
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《eLife》
期刊编号：2050-084X
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210413110645.htm
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