Nature子刊：生活中经历的逆境，会永久改变我们的大脑

来源：生物世界

作者：nagashi

人的情绪，源于大脑。喜、怒、哀、乐，这些情绪归根结底都源自于大脑的一系列电生理活动。然而，你是否知道，情绪也能反过来影响大脑，甚至永久改变大脑的结构？在众多的情绪中，因逆境而产生的焦虑情绪对大脑的影响尤其严重。

事实上，在现代社会，随逆境而生的焦虑似乎无处不在，工作焦虑、肥胖焦虑和感情焦虑，这些大大小小的焦虑充斥了我们的生活，严重时甚至会对我们的精神造成永久性创伤。尽管已经知道逆境会增加精神疾病的风险，但这种关联的神经生物学机制仍然难以捉摸。

近日，荷兰拉德堡德大学的研究人员在 Nature 子刊 Nature Neuroscience 上发表了题为：A stable and replicable neural signature of lifespan adversity in the adult brain 的研究论文。

这项研究证实了逆境会永久地改变大脑的功能。此外，大脑对逆境的异常反应与焦虑症状有关，这可能对精神疾病的发展具有预测价值。

长久以来，科学家们已经发现，环境逆境可能会增加成年后的疾病风险。具体来说，在遭遇环境逆境之后，机体会努力调整以应对逆境挑战，例如适度焦虑。但遗憾的是，“适度”往往是很难把控的，一旦调整过度，就会反过来对机体造成巨大的压迫，从而增加精神疾病风险。

脑科学家们一直想要找到将环境逆境、焦虑情绪与精神疾病关联到一起的神经生物学机制。此前已有研究重点关注了大脑的边缘系统（包括海马体和杏仁体等）及其调节控制区，然而，只关注局部效应可能会忽略结构或功能组织的个体间差异，并且可能忽略由于发育过程中广泛重组而导致的全脑实质性变化。

在这项最新研究中，研究团队采用了一种体素取向（voxel-wise）的规范建模方法，该方法允许研究人员在规范模型中量化整个群体中逆境效应的百分比变化，并在个体水平上推断行为与神经生物学异质性的关联，即超越群体平均效应。

基于逆境的规范模型

研究团队选取了一个自出生以来就被跟踪的表型良好的高危成人队列——Mannheim研究高危儿童（MARS），他们在一生中被收集了各种数据，其中环境逆境、焦虑情绪与精神疾病、神经生物学改变的关联数据可以从产前/围产期一直追溯到成年。利用这个数据集，研究团队建立了一个空间精确的规范模型，以此捕捉人类大脑对这些逆境的长期适应和改变。

MARS队列数据统计

在研究队列（n=169）中，研究团队特别关注环境逆境对大脑结构的影响，这些逆境包括：母亲在怀孕期间吸烟，分娩时的并发症，虐待或重大事故等等。除了这些数据，研究人员还确定了这些人的大脑结构的时间变化，并分别取了两个时间点（25岁和33岁）对其进行大脑扫描。

结构系数的空间表示

然后，研究团队利用人工智能（AI）来寻找环境逆境和大脑模式之间的联系。研究结果显示，这种联系非常稳定，两个不同年龄段都得到了体现，由此证实了逆境确实可以永久改变人的大脑结构。

该研究的通讯作者 Andre F. Marquand 教授表示：既然已经发现了大脑对逆境的正常反应，那么我们也可以确定这种反应何时发生异常——这种偏离模式与焦虑症状有关。实际上，焦虑是许多精神疾病的诱因。

大脑形态测量作为逆境变化的预测

研究团队希望这项发现最终能有助于精神疾病的早期检测，从而帮助医生能够更早、更有效地治疗患者。当然，在这成为现实之前，还需要进行更多的研究。例如，研究团队现在正在将他们的方法应用于一组患有这些疾病的患者，这将显示其预测价值有多大。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41593-023-01410-8