สมองพลาสติกและพฤติกรรมในการพัฒนาสมอง (2011)

J Can Acad เด็กจิตเวชวัยรุ่น 2011 เดือนพฤศจิกายน; 20 (4): 265 – 276

ไบรอันโคลบปริญญาเอก1 และ Robbin Gibbปริญญาเอก1
บรรณาธิการตรวจสอบ: Margaret Clarke, MD และ Laura Ghali, PhD
บทความนี้ได้รับ อ้างถึงโดย บทความอื่น ๆ ใน PMC

นามธรรม

วัตถุประสงค์:

เพื่อทบทวนหลักการทั่วไปของการพัฒนาสมองระบุหลักการพื้นฐานของความแข็งแรงของสมองและหารือเกี่ยวกับปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการพัฒนาสมองและปั้นพลาสติก

วิธีการ:

มีการทบทวนวรรณกรรมของต้นฉบับภาษาอังกฤษที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสมองและความเป็นพลาสติก

ผลการศึกษา:

การพัฒนาสมองดำเนินไปตามลำดับขั้นตอนที่เริ่มต้นด้วย neurogenesis และความก้าวหน้าในการย้ายถิ่นของระบบประสาทการเจริญเติบโตการสร้าง synaptogenesis การตัดแต่งกิ่ง มีการระบุหลักการพื้นฐานแปดประการของสมองพลาสติก หลักฐานที่แสดงว่าการพัฒนาสมองและการทำงานของสมองนั้นได้รับอิทธิพลจากเหตุการณ์ทางสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันเช่นสิ่งกระตุ้นประสาทสัมผัสยาจิตประสาทฮอร์โมนโกนินาดความสัมพันธ์ระหว่างพ่อแม่และลูกความสัมพันธ์กับเพื่อนความเครียดจากต้นพืชในลำไส้และอาหาร

สรุป:

การพัฒนาของสมองสะท้อนให้เห็นมากกว่าการตีพิมพ์ทางพันธุกรรมอย่างง่าย แต่สะท้อนถึงการเต้นที่ซับซ้อนของปัจจัยทางพันธุกรรมและประสบการณ์ที่ทำให้สมองเกิดใหม่ การทำความเข้าใจกับการเต้นนั้นทำให้เกิดการพัฒนาทั้งที่ปกติและผิดปกติ

คำสำคัญ: การพัฒนาสมอง, ความแข็งแรงของสมอง, การกระตุ้นสิ่งแวดล้อม, epigenetics

การพัฒนาของสมองสะท้อนให้เห็นมากกว่าการตีพิมพ์ทางพันธุกรรมอย่างง่าย แต่สะท้อนถึงการเต้นที่ซับซ้อนของปัจจัยทางพันธุกรรมและประสบการณ์ที่ทำให้สมองเกิดใหม่ สมองที่สัมผัสกับเหตุการณ์สิ่งแวดล้อมต่าง ๆ เช่นสิ่งกระตุ้นประสาทสัมผัสยาอาหารฮอร์โมนหรือความเครียดจึงอาจพัฒนาไปในทางที่แตกต่างกันมาก เป้าหมายของบทความปัจจุบันคือการทบทวนวิธีการที่สมองที่กำลังพัฒนาสามารถแกะสลักได้จากปัจจัยทั้งก่อนและหลังคลอด เราเริ่มต้นด้วยภาพรวมของการพัฒนาสมองตามด้วยการทบทวนสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการของความยืดหยุ่นของสมองและในที่สุดการพิจารณาปัจจัยที่มีผลต่อการพัฒนาสมองและพฤติกรรมของผู้ใหญ่ เพราะสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับความยืดหยุ่นของสมองและพฤติกรรมในการพัฒนามาจากการศึกษาของหนูในห้องปฏิบัติการการอภิปรายของเราจะมุ่งเน้นไปที่หนู แต่จะพิจารณามนุษย์เมื่อเป็นไปได้ นอกจากนี้การอภิปรายจะมีอคติต่อพลาสติกในโครงสร้างสมองเพราะสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับการปรับการพัฒนาสมองส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการศึกษาของการพัฒนาสมอง อย่างไรก็ตามมีเหตุผลเล็กน้อยที่จะเชื่อว่าโครงสร้างสมองอื่น ๆ จะไม่เปลี่ยนแปลงในลักษณะเดียวกัน

การพัฒนาสมอง

เมื่อประมาณ 2000 เมื่อหลายปีก่อนนักปรัชญาโรมันเซเนกาเสนอว่าตัวอ่อนมนุษย์เป็นตัวเต็มวัยและงานพัฒนาจึงเป็นเรื่องที่ใหญ่กว่า ความคิดนี้น่าสนใจมากจนเชื่อกันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งเข้าสู่ 19th ศตวรรษ. เห็นได้ชัดในช่วงต้น 20th ศตวรรษที่การพัฒนาสมองสะท้อนให้เห็นถึงชุดของขั้นตอนต่าง ๆ ที่เราสามารถเห็นได้ว่าถูกแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่สิ่งแรกสะท้อนถึงลำดับเหตุการณ์ที่กำหนดทางพันธุกรรม ในมดลูก ที่สามารถปรับได้โดยสภาพแวดล้อมของมารดา ระยะที่สองซึ่งเป็นทั้งก่อนและหลังคลอดในมนุษย์เป็นช่วงเวลาที่การเชื่อมต่อของสมองมีความไวสูงไม่เพียง แต่กับสภาพแวดล้อม แต่ยังรวมถึงรูปแบบของการทำงานของสมองที่เกิดจากประสบการณ์ อย่างไรก็ตามที่สำคัญกว่านั้นเป็นที่ยอมรับกันว่าการเปลี่ยนแปลง epigenetic ซึ่งสามารถนิยามได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงในผลการพัฒนารวมถึงการควบคุมการแสดงออกของยีนนั้นขึ้นอยู่กับกลไกอื่นที่ไม่ใช่ DNA เอง (Blumberg, Freeman และ Robinson, 2010) ตัวอย่างเช่นการแสดงออกของยีนสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยประสบการณ์ที่เฉพาะเจาะจงและสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงองค์กรในระบบประสาท

ขั้นตอนของการพัฒนาสมอง

1 ตาราง สรุปลักษณะทั่วไปของการพัฒนาสมองในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิด เซลล์ที่ถูกกำหนดให้สร้างระบบประสาทจะเริ่มก่อตัวประมาณสามสัปดาห์หลังจากการปฏิสนธิในมนุษย์ เซลล์เหล่านี้ก่อตัวเป็นท่อประสาทซึ่งเป็นเรือนเพาะชำของสมองและต่อมาถูกเรียกว่าโซน subventricular เซลล์ที่ถูกลิขิตให้เกิดมันสมองนั้นจะเริ่มแบ่งตัวเมื่ออายุประมาณหกสัปดาห์และประมาณ 14 สัปดาห์มันสมองนั้นดูเหมือนมนุษย์อย่างชัดเจนแม้ว่ามันจะไม่เริ่มก่อตัว sulci และ gyri จนกระทั่งประมาณเจ็ดเดือน neurogenesis ส่วนใหญ่แล้วเสร็จภายในห้าเดือนโดยมีข้อยกเว้นที่สำคัญอย่างหนึ่งคือเซลล์ในฮิบโปแคมปัสซึ่งยังคงสร้างเซลล์ประสาทต่อไปตลอดชีวิต มีเซลล์ประมาณหมื่นล้านเซลล์ที่จำเป็นในการสร้างเปลือกสมองมนุษย์ในแต่ละซีกโลก เซลล์เหล่านี้ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและคาดว่าที่จุดสูงสุดมีเซลล์ประสาท 250,000 ที่เกิดขึ้นต่อนาที เห็นได้ชัดว่าการรบกวนสมองในเวลานี้อาจมีผลกระทบที่สำคัญ

1 ตาราง 

ขั้นตอนของการพัฒนาสมอง

เมื่อเซลล์ประสาทถูกสร้างขึ้นพวกเขาก็เริ่มโยกย้ายไปตามทางเดินที่เกิดขึ้นจากเซลล์เรเดียลเซลล์ซึ่งขยายจากเขต subventricular ไปยังพื้นผิวของเปลือกสมอง (รูป 1) โซน subventriucular ดูเหมือนจะมีแผนที่ดั้งเดิมของเยื่อหุ้มสมองที่โน้มนำเซลล์ที่เกิดขึ้นในภูมิภาค subventricular โดยเฉพาะเพื่อโยกย้ายไปยังตำแหน่งเยื่อหุ้มสมองบางอย่าง เมื่อเซลล์ย้ายออกพวกมันจะมีศักยภาพของเซลล์ชะตากรรมไม่ จำกัด แต่เมื่อพวกเขาไปถึงปลายทางการทำงานร่วมกันของยีนการสุกและอิทธิพลของสภาพแวดล้อมก็จะนำพวกมันไปสู่ความแตกต่างของเซลล์แต่ละชนิด เมื่อเซลล์ไปถึงจุดหมายปลายทางสุดท้ายของพวกเขาพวกมันจะเริ่มเจริญเติบโตโดย: (1) dendrites ที่กำลังเติบโตเพื่อให้พื้นที่ผิวสำหรับการซิงก์กับเซลล์อื่น; และ, (2) ขยายซอนไปยังเป้าหมายที่เหมาะสมเพื่อเริ่มต้นการสร้างไซแนปส์

รูป 1 

เซลล์ย้ายจากโซน subventricular ตามรัศมีรัศมีไปยังตำแหน่งผู้ใหญ่ในที่สุด (Kolb & Whishaw, 2009).

การก่อตัวของ dendrites เริ่มต้น prenatally ในมนุษย์ แต่ยังคงเป็นเวลานานหลังคลอด Dendrites ในทารกแรกเกิดเริ่มต้นเมื่อกระบวนการส่วนบุคคลที่ยื่นออกมาจากร่างกายของเซลล์และในอีกสองปีข้างหน้ากระบวนการเหล่านี้จะทำอย่างละเอียดและมีหนามซึ่งเป็นที่ตั้งของ synapses ที่น่าตื่นเต้นที่สุด การเจริญเติบโตของ Dendritic ช้าตามคำสั่งของไมโครมิเตอร์ต่อวัน Axons เติบโตเร็วขึ้น 1000 เร็วขึ้นคือประมาณหนึ่งมิลลิเมตรต่อวัน อัตราการเติบโตที่แตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากซอนที่เติบโตเร็วกว่าสามารถติดต่อกับเซลล์เป้าหมายก่อนที่ dendrites ของเซลล์นั้นจะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ เป็นผลให้ซอนสามารถมีอิทธิพลต่อความแตกต่าง dendritic และการก่อตัวของวงจรในสมอง

การก่อตัวของไซแนปส์ในเยื่อหุ้มสมองสมองของมนุษย์ก่อให้เกิดความท้าทายที่น่ากลัวโดยมีจำนวนมากกว่า 100,000 ล้านล้าน (1014) จำนวนมหาศาลนี้อาจไม่สามารถถูกกำหนดโดยโปรแกรมพันธุกรรม แต่เพียงโครงร่างทั่วไปของการเชื่อมต่อระบบประสาทในสมองจะถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าทางพันธุกรรม อาร์เรย์ที่กว้างใหญ่ของ synapses จึงถูกนำเข้าสู่สถานที่โดยความหมายของสัญญาณและสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย ดังที่เราจะได้เห็นการจัดการสัญญาณและสัญญาณประเภทต่าง ๆ สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในวงจรสมอง

เนื่องจากความไม่แน่นอนในจำนวนของเซลล์ประสาทที่จะไปถึงปลายทางที่เหมาะสมและความเหมาะสมของการเชื่อมต่อที่พวกเขาก่อตัวขึ้นสมองจะสร้างทั้งเซลล์ประสาทและการเชื่อมต่อในระหว่างการพัฒนา ภูมิภาคของเยื่อหุ้มสมอง เช่นเดียวกับประติมากรที่สร้างรูปปั้นด้วยก้อนหินและสิ่วเพื่อเอาชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการออกไปสมองมีระบบคู่ขนานที่เซลล์และการเชื่อมต่อที่ไม่จำเป็นจะถูกลบออกโดยการตายของเซลล์และการตัดแต่ง synaptic สิ่วเชิงเปรียบเทียบในสมองสามารถมีได้หลายรูปแบบรวมถึงสัญญาณ epigenetic บางประเภทประสบการณ์ที่หลากหลายฮอร์โมนโกนาดาลและแม้กระทั่งความเครียด

ผลของการสูญเสียเซลล์นี้และการตัดแต่ง synaptic สามารถเห็นได้ในการเปลี่ยนแปลงความหนาของเยื่อหุ้มสมองเมื่อเวลาผ่านไป นั่นคือเยื่อหุ้มสมองจริง ๆ แล้วจะบางลงในระดับความลาดชันของหางกระรอกเริ่มตั้งแต่อายุสองขวบและดำเนินต่อไปจนกระทั่งอย่างน้อยอายุ 20 ปี มันเป็นไปได้ที่จะมีความสัมพันธ์กับการทำให้ผอมบางเยื่อหุ้มสมองกับการพัฒนาพฤติกรรม ตัวอย่างเช่นผลของการศึกษา MRI ของการเปลี่ยนแปลงในความหนาของเยื่อหุ้มสมองได้แสดงให้เห็นว่าความชำนาญยนต์เพิ่มขึ้นมีความเกี่ยวข้องกับการลดลงของความหนาของเยื่อหุ้มสมองในภูมิภาคมือของเยื่อหุ้มสมองมอเตอร์ด้านซ้ายในคนถนัดขวาโอแฮร์แอนด์โซเวลล์, 2008) ข้อยกเว้นประการหนึ่งสำหรับทินเนอร์คือกฎที่ดีกว่านั้นเห็นได้ในการพัฒนากระบวนการทางภาษาบางอย่าง แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ดังนั้นการศึกษา MRI ได้แสดงให้เห็นความหนาของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าด้านซ้ายที่ต่ำกว่า (พื้นที่ของ Broca โดยประมาณ) มีความสัมพันธ์กับการประมวลผลเสียงขั้นสูง (เช่นความเข้าใจของเสียงพูด) อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์ที่เป็นเอกลักษณ์ระหว่างความหนาของเยื่อหุ้มสมองและพฤติกรรมไม่ได้เป็นลักษณะเฉพาะของฟังก์ชั่นภาษาโดยทั่วไป ตัวอย่างเช่นการพัฒนาคำศัพท์มีความสัมพันธ์กับความหนาของเยื่อหุ้มสมองลดลงในภูมิภาคเยื่อหุ้มสมองกระจายโอแฮร์แอนด์โซเวลล์, 2008).

ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาของเยื่อหุ้มสมองกับการพัฒนาพฤติกรรมน่าจะเป็นคำอธิบายสำหรับความแปรปรวนในการพัฒนาทักษะเชิงพฤติกรรมในเด็ก ตัวอย่างเช่นการพัฒนาช้าของภาษาในเด็กที่มีสติปัญญาปกติและความชำนาญยนต์ (ประมาณ 1% ของเด็ก) อาจเป็นผลมาจากการช้ากว่าการเปลี่ยนแปลงปกติในความหนาของเยื่อหุ้มสมอง ทำไมสิ่งนี้อาจไม่เป็นที่รู้จัก

ขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาสมองคือการพัฒนาอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างไมอีลิน การเกิด astrocytes และ oligodendrocytes เริ่มขึ้นหลังจาก neurogenesis ส่วนใหญ่สมบูรณ์และดำเนินต่อไปตลอดชีวิต แม้ว่าระบบประสาทส่วนกลางสามารถทำงานก่อนที่ myelination ได้ แต่การทำงานปกติของผู้ใหญ่นั้นจะเกิดขึ้นหลังจากการทำ myelination เสร็จสมบูรณ์ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากอายุ 18 ปีในภูมิภาคเช่น prefrontal, posterior parietal และ anterior temporal cortex

การพัฒนาสมองจึงประกอบไปด้วยเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เริ่มต้นด้วยไมโทซีสและลงท้ายด้วยการสร้างไมอีลิน ผลกระทบของการก่อกวนสมองและประสบการณ์จึงจะแตกต่างกันไปตามขั้นตอนที่แม่นยำของการพัฒนาสมอง ยกตัวอย่างเช่นเราไม่ควรแปลกใจที่ประสบการณ์และ / หรือการก่อกวนในระหว่างการไมโทซิสจะมีผลกระทบที่แตกต่างจากเหตุการณ์ที่คล้ายกันในระหว่างการซินโดรจีไดซิสหรือภายหลังจากการตัดแต่งกิ่ง ประสบการณ์ส่วนใหญ่จะทำหน้าที่ในสมองที่แตกต่างกันมากในขั้นตอนต่าง ๆ ของการพัฒนา

คุณสมบัติพิเศษของการพัฒนาสมอง

คุณสมบัติสองประการของการพัฒนาสมองนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการทำความเข้าใจว่าประสบการณ์สามารถปรับเปลี่ยนการทำงานของเยื่อหุ้มสมองได้อย่างไร อย่างแรกเซลล์ที่ซับในโซน subventricular คือเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังคงทำงานตลอดชีวิต เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้สามารถผลิตเซลล์ประสาทหรือ glial progenitor ที่สามารถย้ายเข้าสู่สสารสมองหรือขาวเทาแม้ในวัยผู้ใหญ่ เซลล์เหล่านี้สามารถคงอยู่นิ่ง ๆ ในสถานที่เหล่านี้เป็นเวลานาน แต่สามารถเปิดใช้งานเพื่อผลิตเซลล์ประสาทและ / หรือ Glia บทบาทของเซลล์เหล่านี้มีความเข้าใจไม่ดีในปัจจุบัน แต่พวกเขามีแนวโน้มที่จะสร้างพื้นฐานของ neurogenesis หลังคลอดอย่างน้อยหนึ่งรูปแบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากได้รับบาดเจ็บ (เช่น Gregg, Shingo และ Weiss, 2001; Kolb et al., 2007) นอกจากนี้สมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมถึงสมองเจ้าคณะสามารถสร้างเซลล์ประสาทในวัยที่ถูกกำหนดสำหรับหลอดจมูกหลอด, การก่อตัวของฮิปโปแคมปัสและภูมิภาคอื่น ๆ (เช่น Eriksson และคณะ, 1998; โกลด์ธนภัทรเฮสติงส์แอนด์ชอร์ส 1999; Kempermann & Gage, 1999) หน้าที่การทำงานของเซลล์เหล่านี้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แต่การสร้างเซลล์นั้นอาจได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการรวมถึงประสบการณ์ยาฮอร์โมนและการบาดเจ็บ

คุณสมบัติพิเศษที่สองคือ dendrites และ spines แสดง plasticity ที่น่าทึ่งในการตอบสนองต่อประสบการณ์และสามารถรวมรูปแบบในเวลาไม่กี่ชั่วโมงและอาจเป็นนาทีหลังจากประสบการณ์บางอย่าง (เช่น กรีนอฟ & ช้าง, 1989) บนพื้นผิวสิ่งนี้ดูเหมือนว่าจะขัดแย้งกับกระบวนการของการทำ overaps ของ synapses ตามด้วยการตัดแบบ synaptic ที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ประเด็นสำคัญคือแม้ว่าการตัดแต่ง synaptic เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของการพัฒนาสมอง แต่สมองก็ยังคงทำรูปแบบซินซิปตลอดช่วงอายุการใช้งานและในความเป็นจริงแล้วการซิงก์เหล่านี้จำเป็นสำหรับการเรียนรู้และกระบวนการความจำ Greenough, Black and Wallace (1987) ได้แย้งว่ามีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างกระบวนการที่ควบคุมการก่อตัวของประสาทในการพัฒนาสมองในช่วงต้นและในระหว่างการพัฒนาสมองในภายหลังและเป็นผู้ใหญ่ โดยเฉพาะพวกเขายืนยันว่าสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงต้นนั้นเป็นประสบการณ์“ คาดหวัง” ซึ่งทำหน้าที่ตัดพวกเขากลับมา พวกเขาเรียก synapses เหล่านี้ "คาดหวังประสบการณ์" และโปรดทราบว่าพวกเขาพบว่าแตกต่างกันไปทั่วสมอง ในทางตรงกันข้ามการสร้างไซแนปส์ในภายหลังนั้นเน้นและแปลเป็นภาษาท้องถิ่นไปยังภูมิภาคที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลประสบการณ์เฉพาะ “ การพึ่งพาประสบการณ์” แง่มุมที่แปลกประหลาดอย่างหนึ่งของเอฟเฟกต์ที่ขึ้นกับประสบการณ์ในการซิงก์คือไม่เพียง แต่ทำประสบการณ์ที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้นที่นำไปสู่การสร้างไซแนปส์แบบเลือกได้ ดังนั้นประสบการณ์กำลังเปลี่ยนโครงข่ายประสาทเทียมโดยการเพิ่มและการตัดแต่ง synapses สิ่งนี้นำเราไปสู่ปัญหาเรื่องความยืดหยุ่นของสมอง

หลักการทั่วไปของพลาสติกในสมองปกติ

ก่อนที่เราจะพูดถึงประสบการณ์ที่มีอิทธิพลต่อความเป็นพลาสติกในสมองเราจะต้องทบทวนหลักการสำคัญหลายประการของความเป็นพลาสติกในสมองปกติ

1 การเปลี่ยนแปลงในสมองสามารถแสดงได้ในหลายระดับของการวิเคราะห์

การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมต้องเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสมอง แต่มีหลายวิธีในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว การเปลี่ยนแปลงอาจอนุมานจากมาตรการระดับโลกของการทำงานของสมองเช่นในรูปแบบต่างๆของ ในร่างกาย การถ่ายภาพ แต่การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวอยู่ห่างไกลจากกระบวนการระดับโมเลกุลที่ผลักดันพวกเขา การเปลี่ยนแปลงของโลกน่าจะสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของ synaptic แต่การเปลี่ยนแปลง synaptic เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลมากขึ้นเช่นการปรับเปลี่ยนในช่องทางการแสดงออกของยีนและอื่น ๆ ปัญหาในการศึกษาความยืดหยุ่นของสมองคือการเลือกเครื่องหมายตัวแทนที่เหมาะกับคำถามที่ถูกถามมากที่สุด การเปลี่ยนแปลงในช่องทางแคลเซียมอาจจะสมบูรณ์แบบสำหรับการศึกษาการเปลี่ยนแปลง synaptic ที่ synapses เฉพาะที่อาจเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ง่าย ๆ แต่ไม่สามารถเข้าใจความแตกต่างทางเพศในการประมวลผลภาษาได้ หลังอาจศึกษาได้ดีที่สุดโดย ในร่างกาย การถ่ายภาพหรือการวิเคราะห์หลังความตายของสัณฐานวิทยาของเซลล์ (เช่น Jacobs & Scheibel, 1993) ในระดับที่เหมาะสมจะต้องมีการกำหนดเป้าหมายที่คำถามการวิจัยในมือ การศึกษากลยุทธ์การตรวจสอบเพื่อกระตุ้นการปรับปรุงการทำงานหลังจากได้รับบาดเจ็บส่วนใหญ่ใช้กายวิภาค (สัณฐานวิทยาของเซลล์และการเชื่อมต่อ), สรีรวิทยา (การกระตุ้นเยื่อหุ้มสมอง) และ ในร่างกาย การถ่ายภาพ แต่ละระดับเหล่านี้สามารถเชื่อมโยงกับผลพฤติกรรมในการศึกษาทั้งมนุษย์และไม่ใช่มนุษย์ในขณะที่ระดับโมเลกุลได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยากมากที่จะเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมและโดยเฉพาะอย่างยิ่งพฤติกรรมทางจิต

2 มาตรการต่าง ๆ ของการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ประสาทเป็นอิสระจากกันและบางครั้งก็ไปในทิศทางตรงกันข้าม

มีแนวโน้มในวรรณคดีที่จะเห็นการเปลี่ยนแปลงของเส้นประสาทที่แตกต่างกันเป็นตัวแทนสำหรับคนอื่น หนึ่งที่พบมากที่สุดคือการสันนิษฐานว่าการเปลี่ยนแปลงในความหนาแน่นของกระดูกสันหลังสะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในความยาว dendritic และในทางกลับกัน สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากมาตรการทั้งสองอาจแตกต่างกันอย่างอิสระและบางครั้งในทิศทางตรงกันข้าม (เช่น Comeau, McDonald, & Kolb, 2010; Kolb, Cioe และ Comeau, 2008) นอกจากนี้เซลล์ในชั้นเยื่อหุ้มสมองที่แตกต่างกัน แต่ในคอลัมน์สันนิษฐานเดียวกันสามารถแสดงการตอบสนองที่แตกต่างกันอย่างมากต่อประสบการณ์เดียวกัน (เช่น Teskey, Monfils, Silasi, & Kolb, 2006).

3 การเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์มีแนวโน้มที่จะโฟกัส

แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่จะคิดว่าการเปลี่ยนแปลงของพลาสติกจะตอบสนองต่อประสบการณ์ที่กำลังแพร่หลายทั่วสมอง แต่ก็ไม่ค่อยเกิดขึ้น ยกตัวอย่างเช่นยาออกฤทธิ์ทางจิตอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมขนาดใหญ่และมีผลอย่างเฉียบพลันต่อเซลล์ประสาท แต่การเปลี่ยนแปลงพลาสติกเรื้อรังนั้นมีจุดโฟกัสที่น่าประหลาดใจและส่วนใหญ่ถูก จำกัด ไว้ที่เปลือกนอก prefrontal และนิวเคลียส accumbens (เช่น โรบินสันแอนด์คอล์บ, 2004) เป็นผลให้นักวิจัยต้องคิดอย่างรอบคอบเกี่ยวกับสถานที่ที่ดีที่สุดในการดูแลประสบการณ์ที่เฉพาะเจาะจง ความล้มเหลวในการค้นหาการเปลี่ยนแปลง synaptic ที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมไม่ได้เป็นหลักฐานของการขาดการเปลี่ยนแปลง

4 การเปลี่ยนแปลงพลาสติกขึ้นอยู่กับเวลา

บางทีการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่ที่สุดในองค์กร synaptic สามารถเห็นได้ในการตอบสนองต่อการวางสัตว์ทดลองในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน (ที่เรียกว่า "อุดม") ดังนั้นจึงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างกว้างขวางทั่วประสาทสัมผัสและเยื่อหุ้มสมองยนต์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ดูเหมือนจะท้าทายหลักการของการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ที่เป็นโฟกัส แต่ความเป็นสากลของการเปลี่ยนแปลงมีแนวโน้มเนื่องจากธรรมชาติทั่วโลกของประสบการณ์รวมถึงประสบการณ์ที่แพร่กระจายเป็นภาพ, สัมผัส, การได้ยิน, การดมกลิ่น, มอเตอร์และประสบการณ์ทางสังคม แต่การเปลี่ยนแปลงพลาสติกเหล่านี้ไม่ได้เป็นแบบถาวรทั้งหมดและอาจมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป

ตัวอย่างเช่นเมื่อหนูถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนจะมีการเพิ่มความยาว dendritic ชั่วคราวในเยื่อหุ้มสมองด้านหน้า prefrontal ที่สามารถมองเห็นได้หลังจากสี่วันของอาคารที่ซับซ้อน แต่หายไปหลังจากวัน 14 ในทางตรงกันข้ามไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในเยื่อหุ้มสมองหลังจากสี่วัน แต่ชัดเจนและดูเหมือนถาวรการเปลี่ยนแปลงหลังจาก 14 วัน (Comeau และคณะ, 2010).

ความเป็นไปได้ที่มีการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับประสบการณ์เรื้อรังและชั่วคราวที่แตกต่างกันในเซลล์ประสาทสมองมีความสอดคล้องกับการศึกษาทางพันธุกรรมแสดงให้เห็นว่ามียีนที่แตกต่างกันแสดงความรุนแรงและเรื้อรังในการตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน Rampon และคณะ, 2000) ความแตกต่างในวิธีการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวและถาวรในเครือข่ายเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมไม่เป็นที่รู้จัก

5 การเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์โต้ตอบ

มนุษย์มีประสบการณ์ชีวิตที่เริ่มต้นก่อนคลอดและต่อเนื่องไปจนถึงความตาย ประสบการณ์เหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์ ตัวอย่างเช่นเราได้แสดงให้เห็นในห้องปฏิบัติการหนูว่าหากสัตว์สัมผัสกับสารกระตุ้นจิตเวชไม่ว่าจะเป็นเด็กและผู้ใหญ่อายุประสบการณ์ในภายหลังมีผลกระทบน้อยมาก (หรือบางครั้งขาด) ตัวอย่างเช่นเมื่อหนูได้รับ methylphenidate เป็นเยาวชนหรือยาบ้าเป็นผู้ใหญ่แล้วบางครั้งก็ถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหรือผ่านการฝึกอบรมเกี่ยวกับงานการเรียนรู้การเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นกับประสบการณ์ในภายหลังจะถูกบล็อก สิ่งที่น่าแปลกใจก็คือแม้ว่ายาจะไม่แสดงผลกระทบโดยตรงใด ๆ ที่ชัดเจนต่อภูมิภาคเยื่อหุ้มสมองการรับสัมผัสก่อนป้องกันการเปลี่ยนแปลงที่คาดหวังในภูมิภาคเหล่านี้ (เช่น Kolb, Gibb และ Gorny, 2003a) อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาระหว่างยากับยาเหล่านี้ไม่ใช่ทิศทางเดียว เมื่อหนูตั้งครรภ์จะได้รับแรงกดดันเล็กน้อยสำหรับ 20 นาทีวันละสองครั้งในช่วงระยะเวลาสูงสุด neurogenesis สมองในลูกหลานของพวกเขา (วันตัวอ่อน 12 – 18) ลูกหลานของพวกเขาแสดงการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับความเครียดในความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในเยื่อหุ้มสมองด้านหน้า (PFC) ไม่มีผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับยาเสพติด (Muhammad & Kolb ในสื่อก) มันยังไม่ชัดเจนว่าทำไมไม่มียาเสพติดที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบหรือสิ่งนี้จะหมายถึงการติดยาเสพติด แต่มันแสดงให้เห็นว่าประสบการณ์โต้ตอบในผลกระทบของพวกเขาในสมอง

7 การเปลี่ยนแปลงพลาสติกขึ้นอยู่กับอายุ

โดยทั่วไปสันนิษฐานว่าสมองที่กำลังพัฒนาจะตอบสนองต่อประสบการณ์ได้ดีกว่าสมองผู้ใหญ่หรือสมองซีรัม นี่เป็นสิ่งที่ถูกต้องที่สุด แต่ก็มีรอยย่นที่สำคัญอีกประการหนึ่งนั่นคือสมองมีการเปลี่ยนแปลงในเชิงคุณภาพที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองต่อสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นประสบการณ์เดียวกันในแต่ละวัย ตัวอย่างเช่นเมื่อหนูหย่านมผู้ใหญ่หรือหนูขาวถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนทุกกลุ่มแสดงการเปลี่ยนแปลงทางประสาทสัมผัสขนาดใหญ่ แต่พวกมันต่างกันอย่างแปลกใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่เราคาดว่าการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในการตอบสนองต่อที่อยู่อาศัยที่ซับซ้อนนี่เป็นเพียงความจริงในหนูผู้ใหญ่และหนูขาว หนูวางอยู่ในสภาพแวดล้อมในขณะที่เด็กและเยาวชนแสดงให้เห็นว่า ลดลง ในกระดูกสันหลังหนาแน่น (Kolb et al., 2003a) ความหนาแน่นของกระดูกสันหลังลดลงคล้ายกันในการศึกษาต่อมาซึ่งหนูแรกเกิดได้รับการกระตุ้นสัมผัสด้วยแปรงที่อ่อนนุ่มเป็นเวลา 15 นาทีสามครั้งต่อวันในช่วงสิบวันแรกของชีวิตสามครั้ง แต่ไม่ใช่ถ้าการกระตุ้นอยู่ในวัยผู้ใหญ่ (Gibb, Gonzalez, Wagenest และ Kolb, 2010; Kolb & Gibb, 2010) ลักษณะที่ขึ้นกับอายุของการเปลี่ยนแปลง synaptic เป็นสิ่งสำคัญอย่างชัดเจนสำหรับการทำความเข้าใจว่าประสบการณ์เปลี่ยนสมอง

8 ไม่ปั้นพลาสติกทั้งหมดเป็นสิ่งที่ดี

ถึงแม้ว่าสาระสำคัญทั่วไปของวรรณคดีคือการเปลี่ยนแปลงพลาสติกในสมองช่วยสนับสนุนการทำงานของมอเตอร์และการรับรู้ที่ดีขึ้นการเปลี่ยนแปลงพลาสติกอาจรบกวนพฤติกรรมเช่นกัน ตัวอย่างที่ดีคือการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากยาที่เห็นในการตอบสนองต่อสารกระตุ้นจิต (เช่น โรบินสันแอนด์คอล์บ, 2004) มันมีเหตุผลที่จะเสนอว่าพฤติกรรมการปรับตัวที่ไม่เหมาะสมของผู้ติดยาอาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับยาในสัณฐานวิทยาของเซลล์ประสาทส่วนหน้า มีตัวอย่างอื่น ๆ อีกมากมายของพลาสติกปั้นพยาธิวิทยารวมถึงความเจ็บปวดทางพยาธิวิทยา (Baranauskas, 2001) การตอบสนองทางพยาธิวิทยาต่อความเจ็บป่วย (Raison, Capuron และ Miller, 2006) โรคลมชัก (Teskey, 2001) โรคจิตเภท (Black et al., 2004) และภาวะสมองเสื่อม (Mattson, Duan, Chan และ Guo, 2001).

แม้ว่าจะมีการศึกษาไม่มากของปั้นพลาสติกทางพยาธิวิทยาในสมองที่กำลังพัฒนาเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนคือความผิดปกติของคลื่นความถี่แอลกอฮอล์ของทารกในครรภ์ อีกตัวอย่างหนึ่งคือผลกระทบของความเครียดก่อนคลอดรุนแรงซึ่งแสดงให้เห็นว่าลดความซับซ้อนของเซลล์ประสาทในเยื่อหุ้มสมอง prefrontal (เช่น Murmu et al., 2006) และในทางกลับกันอาจส่งผลกระทบต่อการรับรู้ปกติและการทำงานของมอเตอร์ทั้งในการพัฒนาและในวัยผู้ใหญ่ (เช่น Halliwell, 2011) แม้ว่ากลไกที่เป็นรากฐานของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะเข้าใจได้ไม่ดี แต่ก็เป็นที่ทราบกันดีว่าความเครียดหลังคลอดก่อนกำหนดสามารถเปลี่ยนการแสดงออกของยีนในสมอง (Weaver et al., 2004; Weaver, Meaney และ Szf, 2006).

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการพัฒนาสมอง

เมื่อนักวิจัยเริ่มศึกษาการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นกับประสบการณ์ในสมองที่กำลังพัฒนาใน 1950s และ 1960s มีข้อสันนิษฐานตามธรรมชาติว่าการเปลี่ยนแปลงในการพัฒนาสมองจะเห็นได้ชัดเจนในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างใหญ่เช่นการเลี้ยงในความมืด ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา 20 เป็นที่ชัดเจนว่าแม้ประสบการณ์ที่ดูไร้เดียงสาอย่างเป็นธรรมอาจส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อการพัฒนาสมองและช่วงของประสบการณ์ที่สามารถเปลี่ยนแปลงการพัฒนาสมองนั้นใหญ่กว่าที่เคยเชื่อมามาก (ดู 2 ตาราง) เราจะเน้นเอฟเฟกต์ที่ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดี

2 ตาราง 

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการพัฒนาและการทำงานของสมอง

1 ประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสและมอเตอร์

วิธีที่ง่ายที่สุดในการจัดการกับประสบการณ์ข้ามวัยคือการเปรียบเทียบโครงสร้างสมองในสัตว์ที่อาศัยอยู่ในกรงในห้องปฏิบัติการมาตรฐานกับสัตว์ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ยากจนอย่างรุนแรงหรือที่เรียกว่าสภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์ เลี้ยงสัตว์ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากเช่นในความมืดเงียบหรือแยกทางสังคมอย่างชัดเจน retards พัฒนาสมอง ยกตัวอย่างเช่นลูกสุนัขที่เลี้ยงในสุนัขเพียงอย่างเดียวแสดงให้เห็นถึงความผิดปกติของพฤติกรรมที่หลากหลายรวมถึงการไม่รู้สึกเสมือนกับประสบการณ์ที่เจ็บปวด (Hebb, 1949) ในทำนองเดียวกันการเลี้ยงสัตว์ที่มีความหลากหลายไม่ว่าจะเป็นลิงแมวและสัตว์ฟันแทะในความมืดนั้นขัดขวางการพัฒนาระบบภาพอย่างรุนแรง บางทีการศึกษาการกีดกันที่รู้จักกันดีที่สุดก็คือ Weisel และ Hubel (1963) ผู้เย็บแผลลูกแมวหนึ่งตาปิดและต่อมาก็แสดงให้เห็นว่าเมื่อตาเปิดออกก็มีการสูญเสียการมองเห็นเชิงพื้นที่ (มัว) Giffin & Mitchell, 1978) อย่างไรก็ตามเมื่อไม่นานมานี้นักวิจัยได้พิจารณาปรากฏการณ์ที่ตรงข้ามกันนั่นคือการให้สัตว์ที่ได้รับประสบการณ์ด้านภาพเพื่อเสริมสร้างวิสัยทัศน์ว่าจะสามารถปรับปรุงวิสัยทัศน์ได้หรือไม่ ในการศึกษาที่หรูหราอย่างหนึ่ง Prusky และคณะ (Prusky, Silver, Tschetter, Alam, & Douglas, 2008) ใช้รูปแบบใหม่ของการกระตุ้นด้วยสายตาที่หนูถูกวางไว้ในระบบ optokinetic เสมือนที่เส้นแนวตั้งของความถี่เชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันย้ายผ่านสัตว์ หากดวงตาเปิดกว้างและพุ่งไปทางตะแกรงที่เคลื่อนไหวมันเป็นไปไม่ได้สำหรับสัตว์รวมถึงมนุษย์เพื่อหลีกเลี่ยงการติดตามเส้นที่เคลื่อนไหวหากความถี่เชิงพื้นที่อยู่ในช่วงการรับรู้ ผู้เขียนวางสัตว์ไว้ในอุปกรณ์เป็นเวลาประมาณสองสัปดาห์หลังจากเปิดตา (วันหลังคลอด 15) เมื่อทดสอบความสามารถในการมองเห็นในวัยผู้ใหญ่สัตว์แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุง 25% ในสายตาที่สัมพันธ์กับสัตว์โดยไม่ได้รับการรักษาเบื้องต้น ความงามของการศึกษา Prusky ก็คือฟังก์ชั่นการมองเห็นที่ดีขึ้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับการฝึกฝนเฉพาะเช่นในการเรียนรู้ปัญหา แต่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพื่อตอบสนองต่อการรับรู้ภาพ

เราได้พยายามปรับปรุงประสบการณ์การสัมผัสโดยใช้ขั้นตอนที่วางแผนไว้ก่อน Schanberg and Field (1987). ในการศึกษานี้หนูทารกได้รับการกระตุ้นสัมผัสด้วยแปรงขนาดเล็กสำหรับ 15 นาทีสามครั้งต่อวันสำหรับ 10 – 15 วันเริ่มต้นตั้งแต่แรกเกิด เมื่อทารกได้รับการศึกษาในวัยผู้ใหญ่พวกเขาแสดงให้เห็นทั้งประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่มีทักษะและการเรียนรู้เชิงพื้นที่เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงในองค์กร synaptic ทั่วสมองสมอง (เช่น Kolb & Gibb, 2010) แม้ว่าจะไม่ทราบกลไกที่แม่นยำของการกระตุ้นการสัมผัส แต่เราได้แสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นสัมผัสนั้นนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการผลิตปัจจัย neurotrophic, fibroblast growth factor-2 (FGF-2) ทั้งในผิวหนังและสมอง (Gibb, 2004) FGF-2 เป็นที่รู้จักกันว่ามีบทบาทในการพัฒนาสมองตามปกติและสามารถกระตุ้นการฟื้นตัวจากการบาดเจ็บที่สมองปริกำเนิด (เช่น Comeau, Hastings และ Kolb, 2007) การแสดงออกของ FGF-2 ยังเพิ่มขึ้นในการตอบสนองต่อความหลากหลายของการรักษารวมถึงที่อยู่อาศัยที่ได้รับการตกแต่งและยาที่ออกฤทธิ์ทางจิตซึ่งทั้งสองอย่างนี้ช่วยกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงของพลาสติกในสมอง (ดูด้านล่าง)

อีกวิธีในการเพิ่มฟังก์ชั่นประสาทสัมผัสและมอเตอร์คือการวางสัตว์ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งมีโอกาสสำหรับสัตว์ที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงทางประสาทสัมผัสและสภาพแวดล้อมทางสังคมและมีส่วนร่วมในกิจกรรมมอเตอร์มากกว่ากรงปกติ การศึกษาดังกล่าวได้ระบุการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับ“ การเพิ่มคุณค่า” ในรูปแบบต่าง ๆ เหล่านี้รวมถึงการเพิ่มขนาดของสมองความหนาของเยื่อหุ้มสมองขนาดของเซลล์ประสาทขนาดของเซลล์ประสาทการแยกกิ่ง dendritic ความหนาแน่นกระดูกสันหลัง synapses ต่อเซลล์ประสาทจำนวน glial และความซับซ้อน (เช่น กรีนอฟ & ช้าง, 1989; Siervaag & Greenough, 1987) ขนาดของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่ควรประมาท ตัวอย่างเช่นในการศึกษาของเราเองเกี่ยวกับผลกระทบของหนูตัวเมียที่อยู่อาศัยเป็นเวลา 60 วันในสภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์เราสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักสมองโดยรวมในลำดับ 7 – 10% (เช่น Kolb, 1995) การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักสมองสะท้อนให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของจำนวน Glia และหลอดเลือดขนาดเซลล์ประสาทโสมองค์ประกอบ dendritic และประสาท มันจะเป็นการยากที่จะประมาณจำนวนรวมของซินเนสที่เพิ่มขึ้น แต่อาจเป็นไปตามคำสั่งของ 20% ในเยื่อหุ้มสมองซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ธรรมดา ที่สำคัญถึงแม้ว่าการศึกษาดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับประสบการณ์ที่อายุใด ๆ มีรอยยับที่ไม่คาดคิดสอง อย่างแรกหนูที่โตเต็มวัยจะแสดงความยาวของ dendritic เพิ่มขึ้นและความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในส่วนของเปลือกสมองส่วนใหญ่ในขณะที่หนูตัวอ่อนจะแสดงความคล้ายคลึงกัน เพิ่ม ในความยาว dendritic แต่ ลดลง ในความหนาแน่นของกระดูกสันหลัง นั่นคือสัตว์เล็กแสดงการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างในเชิงคุณภาพในการกระจายของ synapses ในเซลล์ประสาทเสี้ยมเมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์ที่มีอายุมากกว่า (Kolb et al., 2003a) ประการที่สองเมื่อตั้งครรภ์เขื่อนตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนเป็นเวลาแปดชั่วโมงต่อวันก่อนการตั้งครรภ์ของพวกเขาและจากนั้นตลอดการตั้งครรภ์สามสัปดาห์การวิเคราะห์สมองผู้ใหญ่ของทารกแสดงให้เห็นว่า ลดลง ในความยาว dendritic และ เพิ่ม ในความหนาแน่นของกระดูกสันหลัง ดังนั้นไม่เพียง แต่จะมีผลกระทบของ ก่อนคลอด ประสบการณ์ แต่ผลกระทบนั้นมีคุณภาพแตกต่างจากประสบการณ์ทั้งในช่วงวัยรุ่นและในวัยผู้ใหญ่ อยากรู้อยากเห็นการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดในการตอบสนองต่อที่อยู่อาศัยที่ซับซ้อนนำไปสู่การเพิ่มความรู้ความเข้าใจและฟังก์ชั่นมอเตอร์

มีสามข้อความที่ชัดเจนจากการศึกษาเหล่านี้ ประการแรกประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสและมอเตอร์ที่หลากหลายสามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงพลาสติกที่ยั่งยืนในสมอง ประการที่สองประสบการณ์เดียวกันสามารถเปลี่ยนสมองที่แตกต่างกันในแต่ละวัย ประการที่สามไม่มีความสัมพันธ์ง่ายๆระหว่างรายละเอียดของพลาสติกซินแนปติกกับพฤติกรรมระหว่างการพัฒนา อย่างไรก็ตามสิ่งที่แน่นอนคือประสบการณ์เริ่มต้นเหล่านี้มีผลอย่างมากต่อการจัดระเบียบของสมองทั้งในระหว่างการพัฒนาและในวัยผู้ใหญ่

2 ยาออกฤทธิ์ทางจิต

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าการได้รับแอลกอฮอล์ในระยะเริ่มแรกนั้นเป็นอันตรายต่อการพัฒนาของสมอง แต่เมื่อไม่นานมานี้มีการแสดงให้เห็นว่ายาออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทอื่น ๆ รวมถึงยาที่ต้องสั่งโดยแพทย์ โรบินสันและคอล์บ (2004) พบว่าการได้รับสารกระตุ้นจิตเวชในวัยผู้ใหญ่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในโครงสร้างของเซลล์ใน PFC และนิวเคลียส accumbens (NAcc) โดยเฉพาะในขณะที่ยาเสพติดเหล่านี้ (แอมเฟตามีน, โคเคน, นิโคติน) ผลิตเพิ่มขึ้นในความยาว dendritic และความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในเยื่อหุ้มสมอง prefrontal cortex (mPFC) และ NAcc มีการลดลงของมาตรการเหล่านี้ในเยื่อหุ้มสมองด้านหน้า , ไม่มีการเปลี่ยนแปลง. พวกเขาก็แสดงให้เห็นว่าแทบทุกประเภทของยาเสพติดออกฤทธิ์ทางจิตก็สร้างการเปลี่ยนแปลงใน PFC และผลกระทบที่แตกต่างกันอย่างต่อเนื่องในสองภูมิภาค prefrontal ระบุว่าสมองที่กำลังพัฒนามักจะสัมผัสกับยาออกฤทธิ์ทางจิตไม่ว่าจะในมดลูกหรือในระหว่างการพัฒนาหลังคลอดเราจึงถามว่ายาเหล่านี้มีผลต่อการพัฒนาของเยื่อหุ้มสมองอย่างไร

การศึกษาครั้งแรกของเราดูที่ผลกระทบของแอมเฟตามีนหรือเมธิลฟีนิเดตที่ให้ในช่วงเด็กและเยาวชน (เช่น Diaz, Heijtz, Kolb และ Forssberg, 2003) ยาทั้งสองเปลี่ยนแปลงการจัดระเบียบของ PFC การเปลี่ยนแปลง dendritic มีความสัมพันธ์กับพฤติกรรมการเล่นที่ผิดปกติในหนูที่ได้รับยาเนื่องจากแสดงการเริ่มต้นเล่นที่ลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับเพื่อนเล่นที่ได้รับการบำบัดด้วยน้ำเกลือรวมถึงประสิทธิภาพในการทดสอบความจำในการทำงานลดลง แรงกระตุ้นจิต Psychomotor จึงดูเหมือนจะเปลี่ยนแปลงการพัฒนาของ PFC และนี่คือการแสดงออกในความผิดปกติของพฤติกรรมในพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับ prefrontal ต่อมาในชีวิต

เด็กอาจได้รับยาตามใบสั่งแพทย์ด้วยเช่นกัน ในมดลูก หรือหลังโพสต์ สามประเภทที่กำหนดโดยทั่วไปของยาเสพติดคือโรคทางจิตเวช, ยากล่อมประสาทและ Anxiolytics ทั้งสามมีผลกระทบอย่างมากต่อการพัฒนาเยื่อหุ้มสมอง Frost, Cerceo, Carroll และ Kolb (2009) วิเคราะห์สถาปัตยกรรม dendritic ในหนูผู้ใหญ่ที่รักษาด้วยกระบวนทัศน์ทั่วไป - (haloperidol) หรือผิดปกติ (olanzapine) ยารักษาโรคจิตในระยะพัฒนาการของทารกในครรภ์ (วันหลังคลอด 3 – 10) หรือทารกในครรภ์และเด็กปฐมวัย ยาทั้งสองชนิดสามารถลดความยาวของ dendritic, ความซับซ้อนในการแตกแขนงของ dendritic, และความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในเยื่อหุ้มสมองทั้งด้านหน้าส่วนกลางและนอกวงโคจร ในการศึกษาครั้งต่อไปโดยใช้หนูผู้เขียนพบว่ามีความบกพร่องในงานประสาทวิทยาที่เกี่ยวข้องกับ PFC เช่นความจำในการทำงาน

ในการศึกษาแบบคู่ขนานเราได้ศึกษาถึงผลของการได้รับไดอะซีแพมหรือฟลูออกซีทีนในหนู (Kolb, Gibb, Pearce และ Tanguay, 2008) ยาเสพติดทั้งส่งผลกระทบต่อสมองและการพัฒนาพฤติกรรม แต่ในทางตรงกันข้าม ก่อนคลอด diazepam เพิ่มความยาวของ dendritic และความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในเซลล์เสี้ยมในเยื่อหุ้มสมองข้างขม่อมและสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการทำงานของมอเตอร์ที่มีทักษะ ในทางตรงกันข้าม fluoxetine ลดมาตรการ dendritic และสิ่งนี้มีความสัมพันธ์กับการขาดดุลการเรียนรู้เชิงพื้นที่ที่บกพร่องในผู้ใหญ่

คำถามเพิ่มเติมอีกข้อหนึ่งคือการได้รับยาออกฤทธิ์ทางจิตในระยะแรก ๆ อาจทำให้สมองมีความยืดหยุ่นในภายหลังหรือไม่ ก่อนหน้านี้เราแสดงให้เห็นว่าถ้าหนูผู้ใหญ่ได้รับแอมเฟตามีนโคเคนหรือนิโคตินจากนั้นนำไปวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนทำให้เซลล์ประสาทของพลาสติกถูกบล็อก (แฮมิลตันแอนด์คอล์บ 2005; Kolb, Gorny, Samaha, & Robinson, 2003b) ในการศึกษาครั้งต่อไปเราให้หนูหนู methylphenidate แล้วในวัยผู้ใหญ่เราวางสัตว์เหล่านี้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและอีกครั้งเราพบว่าการได้รับยาในช่วงต้นบล็อกการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับประสบการณ์ที่คาดหวังในเยื่อหุ้มสมอง (Comeau & Kolb, 2011) นอกจากนี้จากการศึกษาแบบคู่ขนานเราพบว่าการได้รับสาร methylphenidate สำหรับเด็กและเยาวชนลดประสิทธิภาพการทำงานของงานประสาทวิทยาที่มีความไวต่อการทำงานของสมอง

โดยรวมแล้วการสัมผัสกับทั้งยาตามใบสั่งแพทย์และยาเสพติดมีผลต่อการพัฒนา prefrontal และพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับ prefrontal ผลกระทบเหล่านี้ดูเหมือนจะยาวนานหรือถาวรและสามารถมีอิทธิพลต่อความยืดหยุ่นของสมองในวัยผู้ใหญ่ ผลกระทบร้ายแรงที่ไม่คาดคิดของยาตามใบสั่งแพทย์ในสมองและการพัฒนาพฤติกรรมมีความสำคัญอย่างไม่ต้องสงสัยในการพัฒนาสมองของทารกในครรภ์ เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเรียกร้องว่าแม่ที่ตั้งครรภ์ที่มีภาวะซึมเศร้าอย่างรุนแรงโรคจิตหรือโรควิตกกังวลควรได้รับการสั่งจ่ายยาเนื่องจากสภาพพฤติกรรมเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อการพัฒนาสมองในทารกและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปฏิสัมพันธ์ของทารก อย่างไรก็ตามการวิจัยแนะนำว่าควรใช้ยาดังกล่าวในขนาดที่มีประสิทธิภาพต่ำและสามารถใช้งานได้และไม่เพียง แต่สำหรับผลที่ "สงบ" ต่อมารดาที่มีความวิตกกังวลเล็กน้อย

3 ฮอร์โมน Gonadal

ผลกระทบที่ชัดเจนที่สุดของการสัมผัสกับฮอร์โมนอวัยวะสืบพันธุ์ในระหว่างการพัฒนาคือความแตกต่างของอวัยวะเพศที่เริ่มต้นก่อนคลอด ในกรณีนี้การผลิตเทสโทสเทอโรนโดยเพศชายนำไปสู่การพัฒนาอวัยวะเพศชาย ต่อมาในชีวิตทั้งฮอร์โมนเอสโตรเจนและเทสโทสเทอโรนมีผลต่อตัวรับหลายภูมิภาคของร่างกายรวมถึงสมองด้วย การศึกษา MRI ของการพัฒนาสมองของมนุษย์ได้แสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมากในอัตราการพัฒนาสมองในสองเพศ (โอแฮร์แอนด์โซเวลล์, 2008) โดยเฉพาะปริมาณรวมของสมองถึงเส้นกำกับในหญิงอายุประมาณ 11 และ 15 ในเพศชายและเพศหญิงตามลำดับ แต่ในสมองมีพฟิสซึ่มสัมพันธ์กับเพศมากกว่าอัตราการสุกแก่ ตัวอย่างเช่น, Kolb and Stewart (1991) พบในหนูที่เซลล์ประสาทใน mPFC มีฟิลด์ dendritic ขนาดใหญ่ในเพศชายและเซลล์ประสาทใน OFC มีเซลล์ขนาดใหญ่ในเพศหญิง ความแตกต่างเหล่านี้หายไปเมื่อสัตว์มีอวัยวะสืบพันธุ์เมื่อแรกเกิด ในทำนองเดียวกัน Goldstein และคณะ (2001) ทำการประเมินที่ครอบคลุมของปริมาณของพื้นที่สมองที่แตกต่างกันของ 45 จากการสแกน MRI ของอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี มีความแตกต่างทางเพศในปริมาตรเทียบกับปริมาตรสมองทั้งหมดและนี่เป็นความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน PFC: เพศหญิงมีปริมาณ PFC dorsolateral ค่อนข้างใหญ่ในขณะที่เพศชายมีปริมาตร OFC ค่อนข้างใหญ่ พฟิสซึ่มทางเพศนี้มีความสัมพันธ์กับระดับภูมิภาคที่ค่อนข้างสูงของตัวรับเตียรอยด์ทางเพศในช่วงต้นชีวิตในสัตว์ทดลอง มันปรากฏในทั้งมนุษย์และสัตว์ทดลองที่ฮอร์โมนอวัยวะสืบพันธุ์เปลี่ยนแปลงการพัฒนาเยื่อหุ้มสมอง สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเราพิจารณาว่าผลกระทบจากประสบการณ์อื่น ๆ เช่นการสัมผัสกับที่อยู่อาศัยที่ซับซ้อนหรือการกระตุ้นทางจิตก็มีความเสื่อมทางเพศเช่นกัน ดูเหมือนเป็นไปได้ว่าประสบการณ์การพัฒนาอื่น ๆ อาจเปลี่ยนแปลงสมองของผู้หญิงและผู้ชายแตกต่างกันแม้ว่าจะมีการศึกษาน้อยมากที่ทำการเปรียบเทียบนี้

4 ความสัมพันธ์แม่ลูก

ทารก Mammalian ที่เกิดในรัฐที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะต้องเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญในชีวิตช่วงแรก พวกเขาต้องพึ่งพาพ่อแม่และต้องเรียนรู้ที่จะระบุจดจำและชอบผู้ดูแล แม้ว่าตอนนี้เราจะรู้ว่าสัตว์เล็ก (และแม้แต่สัตว์ก่อนคลอด) สามารถเรียนรู้ได้มากกว่าที่จำได้ก่อนหน้านี้ (ดูบทวิจารณ์โดย โฮเฟอร์แอนด์ซัลลิแวน, 2008) มีข้อสงสัยเล็กน้อยว่าความสัมพันธ์ระหว่างพ่อแม่กับลูกนั้นสำคัญและพวกเขามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสมอง ความแตกต่างในรูปแบบของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่ - ทารกในช่วงต้นสามารถเริ่มต้นผลการพัฒนาระยะยาวที่ยังคงมีอยู่ในวัยผู้ใหญ่ (Myers, Brunelli, Squire, Shindledecker และ Hofer, 1989) ตัวอย่างเช่นการศึกษาหนูได้แสดงให้เห็นว่าเวลาที่ใช้ในการติดต่อจำนวนของการเลียของแม่และกรูมมิ่งและเวลาที่แม่ใช้ในตำแหน่งที่พักสูงโค้งสูงกระตุ้นมีความสัมพันธ์กับความหลากหลายของร่างกายและพฤติกรรมที่แตกต่างกัน ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา Meaney และเพื่อนร่วมงานของเขา (เช่น Cameron และคณะ, 2005) สามารถแสดงปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่และทารกหนูเหล่านี้อย่างเป็นระบบปรับเปลี่ยนการพัฒนาของการตอบสนองความเครียดต่อมใต้สมอง - ต่อมหมวกไตและระบบความหลากหลายของพฤติกรรมทางอารมณ์และความรู้ความเข้าใจในวัยผู้ใหญ่ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในตัวรับเยื่อหุ้มเซลล์ hippocampal corticosterone ซึ่งจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีน (Weaver et al., 2006).

ผลของการเปลี่ยนแปลงในการดูแลมารดานั้นไม่ได้ จำกัด อยู่ที่ฮิบโปแคมปัสอย่างไรก็ตามและอาจมีการแพร่กระจายค่อนข้างมาก ตัวอย่างเช่น, Fenoglio, Chen และ Barum (2006) ได้แสดงให้เห็นว่าการดูแลมารดาที่ดีขึ้นในช่วงสัปดาห์แรกของชีวิตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ยั่งยืนในเส้นทางการส่งสัญญาณของเซลล์ในมลรัฐและ amgydala (ดูการทบทวนโดย Fenoglio, Bruson, & Barum, 2006).

เราไม่ทราบว่ามีการศึกษาที่คล้ายกันที่ดู neocortical และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง prefrontal ปั้นในการตอบสนองต่อความแตกต่างในปฏิสัมพันธ์ระหว่างมารดาและทารก แต่การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวดูเหมือนว่า ตัวอย่างเช่นเราแสดงให้เห็นว่าการแยกมารดาทุกวันซึ่งเป็นขั้นตอนที่ใช้เพื่อเพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่างมารดาและทารกใน Fenoglio และคณะ (2006) การศึกษาเพิ่มความยาวและความหนาแน่นของกระดูกสันหลัง dendritic ทั้ง mPFC และ OFC ในหนูขาว (มูฮัมหมัดแอนด์คอล์บ, 2011).

5 ความสัมพันธ์แบบเพื่อน

เป็นที่ทราบกันดีว่ามีความสัมพันธ์แบบเพื่อนร่วมทางที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมผู้ใหญ่ตั้งแต่การศึกษาของ Harlow ฮาร์โลว์และฮาร์โลว์ 1965) หนึ่งในความสัมพันธ์ที่ทรงพลังที่สุดคือการเล่นซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีความสำคัญต่อการพัฒนาความสามารถทางสังคมของผู้ใหญ่ (เช่น เพลลิสแอนด์เพลลิส, 2010) กลีบหน้าผากมีบทบาทสำคัญในพฤติกรรมการเล่น การบาดเจ็บของทารกต่อ mPFC และ OFC ทำให้พฤติกรรมการเล่นลดลงแม้ว่าจะแตกต่างกัน (เช่น Pellis และคณะ, 2006) ในมุมมองของผลลัพธ์ดังกล่าวเราตั้งสมมติฐานว่าการพัฒนาและการทำงานที่ตามมาของทั้งสองภูมิภาค prefrontal จะมีการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกันหากพฤติกรรมการเล่นถูกจัดการในการพัฒนา หนูเยาวชนจึงได้รับโอกาสที่จะเล่นกับหนูผู้ใหญ่ 1 หรือ 3 หรือกับ 1 หรือ 3 สัตว์เด็กและเยาวชนอื่น ๆ แทบจะไม่มีการเล่นกับสัตว์ที่โตเต็มวัย แต่พฤติกรรมการเล่นก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ การวิเคราะห์เซลล์ใน PFC แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของ OFC ตอบสนองต่อจำนวนของเพื่อนร่วมงานและไม่ว่าจะเกิดการเล่นหรือไม่ในขณะที่เซลล์ประสาทของ mPFC ตอบสนองต่อจำนวนการเล่น แต่ไม่ใช่จำนวน conspecifics (Bell, Pellis, & Kolb, 2010) ต่อมาเราได้แสดงให้เห็นในชุดของการศึกษาที่หลากหลายของประสบการณ์ในช่วงต้นเปลี่ยนพฤติกรรมการเล่นหนูรวมทั้งความเครียดก่อนคลอด, การกระตุ้นสัมผัสหลังคลอดและการสัมผัสเด็กและเยาวชนที่จะ methylphenidate (เช่น มูฮัมหมัด Hossain เพลลิสและคอล์บ 2011) และในแต่ละกรณีมีความผิดปกติในการพัฒนา prefrontal อาจมีบทเรียนสำคัญที่นี่เมื่อเราพิจารณาเงื่อนไขที่การเล่นในวัยเด็กของมนุษย์ไม่ปกติเช่นในออทิซึมหรือโรคสมาธิสั้น (ADHD) ความผิดปกติในพฤติกรรมการเล่นอาจมีผลต่อการพัฒนาล่วงหน้าและพฤติกรรมผู้ใหญ่ในภายหลัง

6 ความเครียดในช่วงต้น

มีวรรณกรรมมากมายที่เก็บรวบรวมในช่วง 60 ปีที่ผ่านมาแสดงผลของความเครียดต่อสมองและพฤติกรรมในผู้ใหญ่ แต่เมื่อไม่นานมานี้เองที่บทบาทของความเครียดจากปริกำเนิดในทารกได้รับการชื่นชม ตอนนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าความเครียดในขณะตั้งครรภ์และทารกนั้นมีแนวโน้มที่จะเป็นบุคคลสำหรับความหลากหลายของพฤติกรรมที่ไม่เหมาะสมและโรคจิต ตัวอย่างเช่นความเครียดก่อนคลอดเป็นปัจจัยเสี่ยงในการพัฒนาของโรคจิตเภท, สมาธิสั้น, ภาวะซึมเศร้าและการติดยาเสพติด (อันดาและอัล 2006; van den Bergh & Marcoen, 2004) การศึกษาทดลองกับสัตว์ทดลองได้ยืนยันผลการวิจัยเหล่านี้กับผลโดยรวมว่าความเครียดจากปริกำเนิดในหนูและสัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์สร้างความผิดปกติทางพฤติกรรมเช่นการตอบสนองความเครียดที่เพิ่มขึ้นและยืดเยื้อการเรียนรู้และความจำบกพร่อง พฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงทางสังคมและพฤติกรรมการเล่นและความชอบที่เพิ่มขึ้นสำหรับแอลกอฮอล์ (เช่นทบทวนโดย Weinstock, 2008).

อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงพลาสติกในการปรับโครงสร้างของสมองของสัตว์ที่มีความเครียดในบริเวณ perinatally นั้นไม่ค่อยมีการศึกษากันมากนักและผลกระทบเหล่านี้ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับรายละเอียดของประสบการณ์เครียด ตัวอย่างเช่น, Murmu และคณะ (2006) รายงานว่าความเครียดก่อนคลอดระดับปานกลางในช่วงสัปดาห์ที่สามของการตั้งครรภ์ส่งผลให้ความหนาแน่นของกระดูกสันหลังลดลงและความยาวของ dendritic ทั้งใน mPFC และ OFC ของ degus ผู้ใหญ่ ในทางตรงกันข้าม, มูฮัมหมัดและคอล์บ (2011) พบว่าความเครียดก่อนคลอดอ่อนในช่วงสัปดาห์ที่สองของการตั้งครรภ์ลดความหนาแน่นของกระดูกสันหลังใน mPFC แต่ไม่มีผลใน OFC และเพิ่มความหนาแน่นของกระดูกสันหลังใน NAcc ของหนูผู้ใหญ่ การวิเคราะห์ความยาวของ dendritic แสดงรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจากมีความยาว dendritic ใน mPFC และ NAcc เพิ่มขึ้น แต่ OFC ลดลง อยากรู้อยากเห็น Mychasiuk, Gibb และ Kolb (2011) พบว่าความเครียดที่ไม่รุนแรงในช่วงสัปดาห์ที่สองขณะตั้งครรภ์ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของกระดูกสันหลังใน mPFC และ OFC เมื่อตรวจสอบสมองในเด็กและเยาวชนมากกว่าหนูผู้ใหญ่ จากการศึกษาร่วมกันเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างในช่วงเวลาของความเครียดก่อนคลอดและอายุที่สมองถูกตรวจสอบส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลาสติกที่แตกต่างกันในวงจรประสาท อย่างไรก็ตามสิ่งหนึ่งที่ชัดเจนคือผลกระทบของความเครียดก่อนคลอดนั้นแตกต่างจากความเครียดของผู้ใหญ่ ตัวอย่างเช่น, Liston และคณะ (2006) ก่อนแสดงให้เห็นว่าความเครียดของผู้ใหญ่นำไปสู่การลดลงของการแตกกิ่ง dendritic และความหนาแน่นของกระดูกสันหลังใน mPFC แต่การเพิ่มขึ้นของ OFC

เราตระหนักถึงการศึกษาเพียงครั้งเดียวที่มองหาผลกระทบของความเครียดหลังคลอดระยะแรก (การแยกจากมารดา) ต่อการจัดระเบียบ synaptic ในสมองของผู้ใหญ่ ดังนั้น, มูฮัมหมัดและคอล์บ (2011) พบว่าการแยกมารดาเพิ่มความหนาแน่นของกระดูกสันหลังใน mPFC, OFC และ NAcc ในหนูที่โตเต็มวัย สิ่งที่ยังไม่ได้รับการพิจารณาหลังจากความเครียดก่อนคลอดหรือทารกคือความแตกต่างเหล่านี้ในการเปลี่ยนแปลง synaptic เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมในภายหลังหรือวิธีการที่เซลล์ประสาทพลาสติกจะตอบสนองต่อประสบการณ์อื่น ๆ เช่นที่อยู่อาศัยที่ซับซ้อนเล่นหรือความสัมพันธ์พ่อแม่ทารก การศึกษาดังกล่าวมั่นใจว่าจะเป็นการศึกษาในอนาคต

7 พืชในลำไส้

ทันทีหลังคลอดสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะถูกบรรจุอย่างรวดเร็วด้วยจุลินทรีย์ท้องถิ่นที่หลากหลาย จุลินทรีย์เหล่านี้มีอิทธิพลต่อการพัฒนาของการทำงานของร่างกายหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น gut microbiota มีผลต่อระบบในการทำงานของตับ (เช่น Björkholm et al., 2009) เพราะมีความสัมพันธ์ที่รู้จักกันระหว่างความผิดปกติของระบบประสาทพัฒนาการเช่นออทิสติกและโรคจิตเภทและการติดเชื้อจุลชีพก่อโรคในช่วงระยะปริกำเนิด (เช่น Finegold et al., 2002; Mittal, Ellman และ Cannon, 2008), Diaz Heijtz และคณะ (ในการกด) สงสัยว่าการติดเชื้อดังกล่าวสามารถเปลี่ยนแปลงสมองและการพัฒนาพฤติกรรม พวกเขาทำ. ผู้เขียนเปรียบเทียบการวัดพฤติกรรมยนต์และสมองในหนูที่พัฒนาโดยมีหรือไม่มี gut mircrobiota ผู้เขียนพบว่าแบคทีเรียในลำไส้มีอิทธิพลต่อการส่งสัญญาณการหมุนเวียนของสารสื่อประสาทและการผลิตโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ synaptic ในเยื่อหุ้มสมองและ striatum ในการพัฒนาหนูและการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของมอเตอร์ นี่คือการค้นพบที่น่าตื่นเต้นเพราะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีที่การติดเชื้อในระหว่างการพัฒนาสามารถเปลี่ยนแปลงการพัฒนาสมองและพฤติกรรมของผู้ใหญ่ที่ตามมา

8 อาหาร

มีวรรณกรรมมากมายเกี่ยวกับผลของโปรตีนและ / หรือแคลอรี่ที่ จำกัด ต่อการพัฒนาสมองและพฤติกรรม (เช่น ลูอิส 1990) แต่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับผลกระทบของอาหารเสริมต่อการพัฒนาสมอง โดยทั่วไปสันนิษฐานว่าร่างกายจะรักษาได้ดีขึ้นเมื่อได้รับสารอาหารที่ดีดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะทำนายว่าการพัฒนาสมองอาจได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยวิตามินและ / หรือแร่ธาตุเสริม การเสริมโคลีนในช่วงระยะปริกำเนิดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายทั้งต่อพฤติกรรมและสมอง (เม็คแอนด์วิลเลียมส์, 2003) ตัวอย่างเช่นการเสริมโคลีนปริกำเนิดนำไปสู่ความจำเชิงพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นในการทดสอบการนำทางเชิงพื้นที่ต่างๆ (เช่น เม็คแอนด์วิลเลียมส์, 2003; ประเดิม & โมฮัมมาดี 1999) และเพิ่มระดับของปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาท (NGF) ในฮิบโปแคมปัสและนีโอคอร์เท็กซ์ (เช่น Sandstrom, Loy, & Williams, 2002). Halliwell, Tees and Kolb (2011) ได้ทำการศึกษาที่คล้ายกันและพบว่าการเสริมโคลีนเพิ่มความยาว dendritic ทั่วเยื่อหุ้มสมองในสมองและในเซลล์ hippocampal CA1 pyramidal

Halliwell (2011) ได้ศึกษาผลของการเติมวิตามิน / แร่ธาตุเสริมในอาหารของหนูที่ให้นมบุตร เธอเลือกที่จะใช้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่ได้รับการรายงานเพื่อปรับปรุงอารมณ์และความก้าวร้าวในผู้ใหญ่และวัยรุ่นที่มีความผิดปกติต่างๆ (Leung, Wiens & Kaplan, 2011) และลดความโกรธระดับกิจกรรมและการถอนตัวจากสังคมออทิสติกโดยเพิ่มความเป็นธรรมชาติ (Mehl-Madrona, Leung, Kennedy, Paul, & Kaplan, 2010) การวิเคราะห์ลูกผู้ใหญ่ของหนูให้นมบุตรที่เสริมด้วยอาหารเดียวกันพบว่าการเพิ่มขึ้นของความยาว dendritic ในเซลล์ประสาทใน mPFC และเยื่อหุ้มสมองข้างขม่อม แต่ไม่ใช่ใน OFC นอกจากนี้อาหารที่มีประสิทธิภาพในการย้อนกลับผลกระทบของความเครียดก่อนคลอดอ่อนต่อการลดความยาวของ dendritic ใน OFC

มีหลายสิ่งที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับผลของการ จำกัด อาหารและการเสริมในการพัฒนาเครือข่ายและพฤติกรรมของเซลล์ประสาท ขั้นตอนทั้งสองนั้นเปลี่ยนแปลงการพัฒนาสมอง แต่ในปัจจัยอื่น ๆ ที่กล่าวถึงในที่นี้เราไม่มีภาพที่ชัดเจนว่าประสบการณ์แรก ๆ จะมีปฏิสัมพันธ์กับประสบการณ์ในภายหลังเช่นยาออกฤทธิ์ทางจิตเพื่อเปลี่ยนสมองและพฤติกรรมอย่างไร

สรุป

ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับธรรมชาติของการพัฒนาสมองปกติได้พัฒนาไปอีกนานในปี 30 ที่ผ่านมา แต่เราเพิ่งจะเริ่มเข้าใจปัจจัยบางอย่างที่ปรับการพัฒนานี้ การทำความเข้าใจกับการปรับนี้จะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเราที่จะเริ่มไขปริศนาความผิดปกติของพัฒนาการทางระบบประสาทและเพื่อเริ่มการรักษาขั้นต้นเพื่อป้องกันหรือเปลี่ยนแปลงการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิสภาพ ภาวะแทรกซ้อนที่เห็นได้ชัดคือประสบการณ์ไม่ได้เป็นเหตุการณ์เอกพจน์ แต่เมื่อเราผ่านชีวิตประสบการณ์มีปฏิสัมพันธ์เพื่อเปลี่ยนแปลงทั้งพฤติกรรมและสมองซึ่งเป็นกระบวนการที่มักเรียกว่า metaplasticity

เมื่อเราพูดถึงการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ต่าง ๆ ในสมองกำลังพัฒนาเราได้ใช้ "การพัฒนาสมอง" ราวกับว่ามันเป็นครั้งเดียว เห็นได้ชัดว่าไม่เป็นเช่นนั้นและมีข้อสงสัยเล็กน้อยว่าในที่สุดเราจะพบว่ามีช่วงเวลาที่สำคัญซึ่งสมองที่กำลังพัฒนานั้นตอบสนองมากกว่าหรือน้อยกว่าในเวลาอื่น นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าพื้นที่สมองที่แตกต่างกันจะแสดงหน้าต่างสำคัญต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นเราพบว่าหากเยื่อหุ้มสมองได้รับบาดเจ็บในวัยรุ่นตอนต้นมีผลลัพธ์ที่ไม่ดีเมื่อเทียบกับการบาดเจ็บเดียวกันที่วัยรุ่นตอนปลาย (Nemati & Kolb, 2010) อย่างไรก็ตามอยากรู้อยากเห็นกลับกันเป็นเรื่องจริงสำหรับการบาดเจ็บที่เยื่อหุ้มสมอง prefrontal การแยกหน้าต่างสำคัญขึ้นอยู่กับความท้าทายสำหรับทศวรรษหน้า

เราได้มุ่งเน้นที่นี่เกี่ยวกับมาตรการของพลาสติกซินแนปติคัพ แต่เราตระหนักดีว่าการเปลี่ยนแปลงพลาสติกในองค์กรสมองสามารถศึกษาได้ในหลายระดับ ในที่สุดกลไกพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลง synaptic จะพบในการแสดงออกของยีน ความยากลำบากคือมันเป็นไปได้ว่าประสบการณ์ที่เปลี่ยนพฤติกรรมอย่างมีนัยสำคัญจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในหลายสิบหรือหลายร้อยของยีน ความท้าทายคือการระบุการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดที่สุดกับการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมที่สังเกต

รับทราบ / ขัดแย้งทางผลประโยชน์

เราต้องการขอบคุณทั้ง NSERC และ CIHR สำหรับการสนับสนุนระยะยาวสำหรับการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับงานของเราที่กล่าวถึงในบทวิจารณ์นี้ เราขอขอบคุณ Cathy Carroll, Wendy Comeau, Dawn Danka, Grazyna Gorny, Celeste Halliwell, Richelle Mychasiuk, Arif Muhammad และ Kehe Xie สำหรับการมีส่วนร่วมในการศึกษาของพวกเขา

อ้างอิง

  • Anda RF, Felitti VJ, Bremner JD, Walker JD, Whitfield C, Perry BD, ไจล์ส WH ผลที่ยั่งยืนของการล่วงละเมิดและประสบการณ์ไม่พึงประสงค์ที่เกี่ยวข้องในวัยเด็ก การรวมกันของหลักฐานจากระบบประสาทและระบาดวิทยา จดหมายเหตุยุโรปของจิตเวชศาสตร์และประสาทวิทยาศาสตร์ 2006; 256: 174 186- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Baranauskas G. ปั้นพลาสติกที่เกิดจากความเจ็บปวดในไขสันหลัง ใน: Shaw CA, McEachern J, บรรณาธิการ ไปสู่ทฤษฎีของ Neuroplasticity Philadelphia, PA: จิตวิทยากด; 2001 pp. 373 – 386
  • Bell HC, Pellis SM, Kolb B. ประสบการณ์การเล่นของเด็กและเยาวชนและการพัฒนาเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า prebital orbitofrontal และอยู่ตรงกลาง การวิจัยสมองพฤติกรรม 2010; 207: 7 13- [PubMed]
  • Black JE, Kodish IM, Grossman AW, Klintsova AY, Orlovskaya D, Vostrikov V, Greenough WT พยาธิวิทยาของเซลล์ประสาทเสี้ยมชั้น V ในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าของผู้ป่วยจิตเภท วารสารจิตเวชอเมริกัน 2004; 161: 742 744- [PubMed]
  • Blumberg MS, ฟรีแมน JH, Robinson SR พรมแดนใหม่สำหรับประสาทวิทยาศาสตร์เชิงพฤติกรรม ใน: Blumberg MS, ฟรีแมน JH, Robinson SR, บรรณาธิการ คู่มือออกซ์ฟอร์ดของพัฒนาการด้านพฤติกรรมทางประสาท New York, NY: Oxford University Press; 2010 pp. 1 – 6
  • Björkholm B, Bok CM, Lundin A, Rafter J, Hibberd ML, Pettersson S. microbiota ในลำไส้ควบคุมเมตาบอลิซึมของเซลล์เม็ดเลือดในตับ กรุณาหนึ่ง 2009; 4: e6958 [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • คาเมรอน NM, แชมเปญ FA, Carine P, ปลา EW, Ozaki-Kuroda K, Meaney M การเขียนโปรแกรมของความแตกต่างของแต่ละบุคคลในการตอบสนองการป้องกันและกลยุทธ์การสืบพันธุ์ในหนูผ่านการเปลี่ยนแปลงในการดูแลมารดา ประสาทวิทยาศาสตร์และชีวจิตรีวิว 2005; 29: 843 865- [PubMed]
  • Comeau W, Hastings E, Kolb B. ผลกระทบที่แตกต่างกันของ FGF-2 ก่อนและหลังคลอดหลังจากได้รับบาดเจ็บที่เยื่อหุ้มสมองด้านหน้า prefrontal การวิจัยสมองพฤติกรรม 2007; 180: 18 27- [PubMed]
  • Comeau WL, McDonald R, Kolb B. การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการเรียนรู้ในวงจรเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า การวิจัยสมองพฤติกรรม 2010; 214: 91 101- [PubMed]
  • Comeau W, Kolb B. เด็กและเยาวชนสัมผัสกับ methylphenidate บล็อกต่อมาประสบการณ์ปั้นขึ้นอยู่กับความเป็นผู้ใหญ่ในวัยผู้ใหญ่ 2011 เขียนด้วยลายมือในการส่ง
  • Diaz Heijtz R, Kolb B, Forssberg H. ยาแอมเฟตามีนในช่วงอายุวัยรุ่นสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบขององค์กร synaptic ในสมองได้หรือไม่? วารสารประสาทวิทยาศาสตร์แห่งยุโรป 2003; 18: 3394 3399- [PubMed]
  • Diaz Heijtz R, Wang S, Anuar F, Qian Y, Björkholm B, Samuelsson A, Pettersson S. microbiota ทางเดินอาหารปกติปรับการพัฒนาสมองและพฤติกรรม การดำเนินการของ National Academy of Science (USA) (ในสื่อ) [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Eriksson PS, Perfi lieva E, Björk-Eriksson T, Alborn AM, Nordborg C, Peterson DA, Gage FH Neurogenesis ในฮิบโปมนุษย์ผู้ใหญ่ ยาธรรมชาติ 1998; 4: 1313 1317- [PubMed]
  • Fenoglio KA, Brunson KL, Baram TZ neuroplasticity Hippocampal เกิดจากความเครียดในช่วงต้นชีวิต: ด้านการทำงานและโมเลกุล พรมแดนในระบบประสาท 2006; 27: 180 192- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Fenoglio KA, Chen Y, Baram TZ Neuroplasticity ของแกน hypothalamic - ต่อมใต้สมอง - ต่อมหมวกไตในช่วงต้นของชีวิตต้องมีการรับสมัครซ้ำของภูมิภาคที่ควบคุมความเครียดสมอง วารสารประสาทวิทยา 2006; 26: 2434 2442- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Finegold SM, Molitoris D, Song Y, Liu C, Vaisanen ML, Bolte E, Kaul A. การศึกษาจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหาร โรคติดเชื้อทางคลินิก 2002; 35 (Suppl 1): S6 – S16 [PubMed]
  • Frost DO, Cerceo S, Carroll C, Kolb B. การได้รับ Haloperidol หรือ Olanzapine ในระยะแรกทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนรูปแบบ dendritic ในระยะยาว ไซแนปส์ 2009; 64: 191 199- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • ประสบการณ์ Gibb R. Perinatal และการกู้คืนจากการบาดเจ็บของสมอง 2004 วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกที่ไม่ได้เผยแพร่ University of Lethbridge, Canada
  • Gibb R, Gonzalez CLR, Wegenast W, Kolb B. Tactile stimulation ช่วยอำนวยความสะดวกในการฟื้นตัวหลังจากได้รับบาดเจ็บที่เยื่อหุ้มสมองในหนูโต การวิจัยสมองพฤติกรรม 2010; 214: 102 107- [PubMed]
  • Giffin F, Mitchell DE อัตราการฟื้นตัวของการมองเห็นหลังจากการลิดรอนลูกตาข้างเดียวในระยะแรก วารสารสรีรวิทยา 1978; 274: 511 537- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Goldstein JM, Seidman LJ, ฮอร์ตันนิวเจอร์ซีย์, Makris N, Kennedy DN, Cainess VS, Tsuang MT พฟิสซึ่มทางเพศปกติของสมองมนุษย์ผู้ใหญ่ประเมินโดยการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กวิฟ Cortex สมอง 2001; 11: 490 497- [PubMed]
  • โกลด์ E, ธนภัทรพี, เฮสติ้งส์ NB, ชอร์ต TJ Neurogenesis ในวัย: บทบาทที่เป็นไปได้ในการเรียนรู้ แนวโน้มของวิทยาศาสตร์พุทธิปัญญา. 1999; 3: 186 192- [PubMed]
  • Greenough WT, Black JE, Wallace CS ประสบการณ์และการพัฒนาสมอง จิตวิทยาพัฒนาการ 1987; 22: 727 252- [PubMed]
  • Greenough WT, Chang FF ความเป็นพลาสติกของโครงสร้าง synapse และรูปแบบในเปลือกสมอง ใน: Peters A, Jones EG, บรรณาธิการ Cerebral Cortex, Vol 7 New York, NY: Plenum Press; 1989 pp. 391 – 440
  • Gregg CT, Shingo T, Weiss S. เซลล์ต้นกำเนิดจากประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม forebrain สัมมนาวิชาการของสมาคมชีววิทยาทดลอง 2001; 53: 1 19- [PubMed]
  • Halliwell CI การแทรกแซงการรักษาตามความเครียดก่อนคลอดและการบาดเจ็บของเยื่อหุ้มสมองในทารกแรกเกิด. 2011 วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกที่ไม่ได้เผยแพร่ University of Lethbridge, Canada
  • Halliwell C, Tees R, Kolb B. การรักษาโคลีนก่อนคลอดช่วยเพิ่มการกู้คืนจากการบาดเจ็บที่หน้าผากปริในหนู 2011 เขียนด้วยลายมือในการส่ง
  • Hamilton D, Kolb B. Nicotine ประสบการณ์และความยืดหยุ่นของสมอง ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงพฤติกรรม. 2005; 119: 355 365- [PubMed]
  • Harlow HF, Harlow MK ระบบแรงโน้มถ่วง ใน: Schier A, Harlow HF, Stollnitz F, บรรณาธิการ พฤติกรรมของสัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์ ฉบับ 2 New York, NY: Academic Press; 1965
  • Hebb DO การจัดระเบียบพฤติกรรม นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: McGraw-Hill; 1949
  • Hofer MA, Sullivan RM ไปสู่ชีววิทยาของสิ่งที่แนบมา ใน: เนลสันแคลิฟอร์เนีย, Luciana M, บรรณาธิการ คู่มือการพัฒนาการทางประสาทวิทยาศาสตร์ Cambridge, MA: MIT Press; 2008 pp. 787 – 806
  • Jacobs B, Scheibel AB การวิเคราะห์เชิงปริมาณ dendritic พื้นที่ของ Wernicke ในมนุษย์ I. การเปลี่ยนแปลงอายุการใช้งาน วารสารประสาทวิทยาเปรียบเทียบ 1993; 327: 383 396- [PubMed]
  • Kempermann G, Gage FH เซลล์ประสาทใหม่สำหรับสมองผู้ใหญ่ วิทยาศาสตร์อเมริกัน 1999; 280 (5): 48 53- [PubMed]
  • Kolb B. สมองปั้นและพฤติกรรม Mahwah, NJ: Erlbaum; 1995
  • Kolb B, Cioe J, Comeau W. ผลกระทบที่แตกต่างกันของงานมอเตอร์และการเรียนรู้ด้วยภาพเกี่ยวกับการแยกตัวของ dendritic และความหนาแน่นของกระดูกสันหลังในหนู ชีววิทยาของการเรียนรู้และความจำ 2008; 90: 295 300- [PubMed]
  • Kolb B, Gibb R. Tactile stimulation ช่วยให้การกู้คืนการทำงานและการเปลี่ยนแปลง dendritic หลังจากแผลตรงกลางด้านหน้าหรือด้านหลังรอยโรคข้างขม่อมในหนู การวิจัยสมองพฤติกรรม 2010; 214: 115 120- [PubMed]
  • Kolb B, Gibb R, Gorny G. การเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ในอาร์เบอร์ dendritic และความหนาแน่นของกระดูกสันหลังใน neocortex แตกต่างกันไปตามอายุและเพศ ชีววิทยาของการเรียนรู้และความจำ 2003a; 79: 1 10- [PubMed]
  • Kolb B, Gorny G, Li Y, Samaha, Robinson TE ยาบ้าหรือโคเคนจำกัดความสามารถของประสบการณ์ในภายหลังเพื่อส่งเสริมปั้นพลาสติกโครงสร้างใน neocortex และนิวเคลียส accumbens การดำเนินการของ National Academy of Science (USA) 2003b; 100: 10523 – 10528 [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Kolb B, Gibb R, Pearce S, Tanguay R. ก่อนคลอดการสัมผัสกับยาตามใบสั่งแพทย์จะเปลี่ยนแปลงการฟื้นตัวหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมองตอนต้นในหนู บทคัดย่อสังคมเพื่อประสาทวิทยาศาสตร์ 2008; 349: 5
  • Kolb B, Morshead C, Gonzalez C, Kim N, Shingo T, Weiss S. การสร้างตัวกระตุ้นการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อเยื่อหุ้มสมองใหม่และการกู้คืนการทำงานหลังจากความเสียหายของหลอดเลือดสมองกับเยื่อหุ้มสมองของหนู วารสารการไหลเวียนของเลือดในสมองและการเผาผลาญ 2007; 27: 983 997- [PubMed]
  • Kolb B, Stewart J. ความแตกต่างที่เกี่ยวข้องกับเพศในการแตกแขนงของเซลล์ dendritic ในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าของหนู วารสารประสาทวิทยา 1991; 3: 95 99- [PubMed]
  • Kolb B, Whishaw IQ ความรู้พื้นฐานด้านประสาทวิทยามนุษย์ รุ่น 6th นิวยอร์กนิวยอร์ก: คุ้มค่า; 2009
  • เหลียง BM, Wiens KP, Kaplan BJ การเสริมสารอาหารระดับจุลภาคก่อนคลอดปรับปรุงพัฒนาการด้านจิตใจของเด็กหรือไม่? การทบทวนอย่างเป็นระบบ การคลอดบุตรการตั้งครรภ์ BCM 2011; 11: 1 12- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • ลูอิส PD โภชนาการและการพัฒนาทางกายวิภาคของสมอง ใน: van Gelder NM, Butterworth RF, Drujan BD, Editors โภชนาการและสมองของทารก นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: Wiley-Liss; 1990 pp. 89 – 109
  • Liston C, Miller MM, Godwater DS, Radley JJ, Rocher AB, Hof PR, McEwen BS การปรับเปลี่ยนที่เกิดจากความเครียดในสัณฐานวิทยาเยื่อหุ้มสมอง dendritic เยื่อหุ้มสมอง prefrontal ทำนายความบกพร่องทางเลือกในการรับรู้การตั้งค่าขยับตั้งใจ วารสารประสาทวิทยา 2006; 26: 7870 7874- [PubMed]
  • Mattson MP, Duan W, Chan SL, Guo Z. In: ต่อทฤษฎีของ Neuroplasticity Shaw CA, McEachern J, บรรณาธิการ Philadelphia, PA: จิตวิทยากด; 2001 pp. 402 – 426
  • Meck WH, Williams CL Metabolic imprinting ของ choline ตามความพร้อมใช้งานในระหว่างตั้งครรภ์: ผลกระทบสำหรับหน่วยความจำและการประมวลผลแบบตั้งใจตลอดอายุการใช้งาน ประสาทวิทยาศาสตร์และชีวจิตรีวิว 2003; 27: 385 399- [PubMed]
  • Mehl-Madrona L, Leung B, Kennedy C, Paul S, Kaplan BJ จุลธาตุเมื่อเทียบกับการจัดการยามาตรฐานในออทิสติก: กรณีศึกษาการควบคุมแบบธรรมชาติ วารสารจิตวิทยาเภสัชศาสตร์เด็กวัยรุ่น. 2010; 20: 95 103- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Mittal VA, Ellman LM, Cannon TD ปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนต่อสิ่งแวดล้อมและความแปรปรวนร่วมในโรคจิตเภท: บทบาทของภาวะแทรกซ้อนทางสูติกรรม Bulletin โรคจิตเภท 2008; 34: 1083 1094- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Muhammad A, Hossain S, Pellis S, Kolb B. Tactile stimulation ในระหว่างการพัฒนาลดทอนความรู้สึกแอมเฟตามีนและการเปลี่ยนแปลงสัณฐานของเซลล์ประสาท ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงพฤติกรรม. 2011; 125: 161 174- [PubMed]
  • Muhammad A, Kolb B. ความเครียดก่อนคลอดอ่อนจะปรับพฤติกรรมและความหนาแน่นของเส้นประสาทกระดูกสันหลังโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการรับสารแอมเฟตามีน พัฒนาการทางประสาท (กด) [PubMed]
  • Muhammad A, Kolb B. การแยกจากมารดาเปลี่ยนพฤติกรรมและความหนาแน่นของเส้นประสาทกระดูกสันหลังโดยไม่ส่งผลต่อการเกิดอาการแพ้ยาบ้า การวิจัยสมองพฤติกรรม 2011; 223: 7 16- [PubMed]
  • Murmu M, Salomon S, Biala Y, Weinstock M, Braun K, Bock J. การเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของกระดูกสันหลังและความซับซ้อนของ dendritic ในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าในลูกของมารดาที่ได้รับความเครียดในระหว่างตั้งครรภ์ วารสารประสาทวิทยาศาสตร์แห่งยุโรป 2006; 24: 1477 1487- [PubMed]
  • Mychasiuk R, Gibb R, Kolb B. ความเครียดก่อนคลอดก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทในเยื่อหุ้มสมอง prefrontal และฮิบโปคัสของการพัฒนาลูกหลานหนู การวิจัยสมอง 2011; 1412: 55 62- [PubMed]
  • Myers MM, Brunelli SA, Squire JM, Shindledecker R, Hofer MA พฤติกรรมของมารดาของ SHR หนูในความสัมพันธ์กับความดันโลหิตลูกหลาน จิตวิทยาพัฒนาการ 1989; 22: 29 53- [PubMed]
  • Nemati F, Kolb B. Motor cortex บาดเจ็บมีผลต่อพฤติกรรมและกายวิภาคต่างกันในหนูและวัยรุ่น ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงพฤติกรรม. 2010; 24: 612 622- [PubMed]
  • O'Hare ED, Sowell ER การถ่ายภาพการเปลี่ยนแปลงการพัฒนาในเรื่องสีเทาและสีขาวในสมองของมนุษย์ ใน: เนลสันแคลิฟอร์เนีย, Luciana M, บรรณาธิการ คู่มือการพัฒนาการทางประสาทวิทยาศาสตร์ Cambridge, MA: MIT Press; 2008 pp. 23 – 38
  • Pellis SM, Hastings E, Takeshi T, Kamitakahara H, Komorowska J, Forgie ML, Kolb B. ผลกระทบของความเสียหายเยื่อหุ้มสมองด้านหน้าวงโคจรในการปรับการตอบสนองการป้องกันโดยหนูในบริบททางสังคมที่ขี้เล่นและไม่ขี้เล่น ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงพฤติกรรม. 2006; 120: 72 84- [PubMed]
  • Pellis S, Pellis V. The Playful Brain New York, NY: Oneworld สิ่งพิมพ์; 2010
  • Prusky GT, Silver BD, Tschetter WW, Alam NM, ดักลาส RM ปั้นพลาสติกขึ้นอยู่กับประสบการณ์จากการเปิดตาช่วยเพิ่มความทนทานต่อการมองเห็นการเคลื่อนไหวของเยื่อหุ้มสมอง วารสารประสาทวิทยา 2008; 28: 9817 9827- [PubMed]
  • Raison C, Capuron L, Miller AH Cytokines ร้องเพลงบลูส์: การอักเสบและการเกิดโรคของภาวะซึมเศร้า แนวโน้มทางภูมิคุ้มกันวิทยา 2006; 27: 24 31- [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Rampon C, Jiang CH, Dong H, Tang YP, Lockart DJ, Schultz PG, Hu Y. ผลของการเสริมสร้างสิ่งแวดล้อมต่อการแสดงออกของยีนในสมอง การดำเนินการของ National Academy of Science (USA) 2000; 97: 12880 – 12884 [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Robinson TE, Kolb B. โครงสร้างพลาสติกที่เกี่ยวข้องกับยาเสพติด Neuropharmacology 2004; 47 (Suppl 1): 33 – 46 [PubMed]
  • Sandstrom NJ, Loy R, Williams CL การเสริมโคลีนก่อนคลอดเพิ่มระดับ NGF ในฮิบโปและเยื่อหุ้มสมองด้านหน้าของหนูตัวเล็กและตัวเต็มวัย การวิจัยสมอง 2002; 947: 9 16- [PubMed]
  • Schanberg SM, Field TM ความเครียดจากการกีดกันทางประสาทสัมผัสและการกระตุ้นเสริมในหนูหนูและทารกแรกเกิดก่อนกำหนด พัฒนาการของเด็ก 1987; 58: 1431 1447- [PubMed]
  • Sirevaag AM, Greenough WT บทสรุปทางสถิติหลายตัวแปรของมาตรการพลาสติกซินแนปติกในหนูที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนสังคมและส่วนบุคคล การวิจัยสมอง 1987; 441: 386 392- [PubMed]
  • Tees RC, Mohammadi E. ผลของการเสริมสารอาหารในทารกแรกเกิดโคลีนต่อการเรียนรู้เชิงพื้นที่และการกำหนดค่าและความจำในหนูผู้ใหญ่ จิตวิทยาพัฒนาการ 1999; 35: 226 240- [PubMed]
  • Teskey GC, Monfils MH, Silasi G, Kolb B. การรวมกันของ Neocortical มีความสัมพันธ์กับการปรับเปลี่ยนในลักษณะทางสัณฐานวิทยาของ dendritic ในชั้น neocortical V และ striatum จากชั้น neocortical III ไซแนปส์ 2006; 59: 1 9- [PubMed]
  • Teskey GC ใช้การจุดไฟเพื่อจำลองการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และความจำ, ความผิดปกติของระบบประสาทและโรคลมชัก ใน: Shaw CA, McEachern JC, บรรณาธิการ ไปสู่ทฤษฎีประสาทวิทยา Philadelphia, PA: เทย์เลอร์และฟรานซิส; 2001 pp. 347 – 358
  • van den Bergh BR, Marcoen A. ความวิตกกังวลของมารดาสูงก่อนคลอดเกี่ยวข้องกับอาการสมาธิสั้นปัญหาการส่งสัญญาณภายนอกและความวิตกกังวลใน 8- และ 9 ปี พัฒนาการของเด็ก 2004; 75: 1085 1097- [PubMed]
  • ผู้ประกอบ ICG, Cervoni N, แชมเปญ FA, D'Alessio AC, Sharma S, Seckl JR, Dymov S, Szf M, Meaney MJ การเขียนโปรแกรม Epigenetic โดยพฤติกรรมของมารดา ประสาทวิทยาศาสตร์ 2004; 7: 847 854- [PubMed]
  • ผู้ประกอบ ICG, Meaney M, Szf M. ผลการดูแลของมารดาต่อพฤติกรรมการถอดความของมารดาและพฤติกรรมที่เป็นสื่อกลางความวิตกกังวลในลูกหลานที่กลับคืนมาในวัยผู้ใหญ่ การดำเนินการของ National Academy of Science (USA) 2006; 103: 3480 – 3486 [บทความฟรี PMC] [PubMed]
  • Weinstock M. ผลระยะยาวของพฤติกรรมก่อนคลอดจากความเครียด ประสาทวิทยาศาสตร์และชีวจิตรีวิว 2008; 32: 1073 1086- [PubMed]
  • Wiesel TN, Hubel DH การตอบสนองของเซลล์เดี่ยวในคอร์เทกซ์เปลือกนอกของลูกแมวปราศจากการมองเห็นในดวงตาข้างหนึ่ง วารสารสรีรวิทยา 1963; 26: 1003 1017- [PubMed]