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很多人会有这样一种固有认知:小孩子大脑可塑性强,就算脑袋受过撞击、发生脑震荡,恢复起来也会比成年人更好,不会留下长久毛病。但现实却并非如此,不少孩子磕碰受伤之后,表面伤口很快痊愈,可后遗症会悄悄潜伏下来。

基于此,拉罗谢尔大学Christophe J. DUBOIS研究团队Nature Communications杂志发表了“Endocannabinoid‑mediated rescue of somatosensory cortex activity, plasticity and related behaviors following an early‑life concussion in male mice”,研究聚焦幼年脑震荡(儿童轻度创伤性脑损伤 mTBI)长期后遗症机制与干预靶点。

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本研究使用在体微型钙成像,长期追踪躯体感觉皮层(SSC)GABA 能神经元活动,阐明幼年单次脑震荡可造成长达 12 个月(成年期)的皮层功能持久损伤,并证明内源性大麻素系统可在损伤后晚期干预,逆转神经与行为缺陷。

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图一 从小鼠幼年脑损伤追踪至成年

小鼠在出生第 17 天接受幼年脑震荡造模;

损伤一个月后,在躯体感觉皮层注射钙指示病毒并植入微型透镜,用来记录神经元活动。之后每隔 3 个月开展行为同步钙成像检测,用到高架十字迷宫、新物体识别、横梁行走、转棒、热板等多种感觉相关行为任务;损伤 12 个月时开展药物干预,最后通过离体磁共振与免疫染色完成组织学检测,实现从幼年损伤一直追踪到小鼠成年的长期观察。

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图二 脑震荡损伤环境感觉整合功能

作者改良高架十字迷宫重点关注感觉整合而非传统的焦虑指标,同步记录躯体感觉皮层神经元活动。

正常小鼠进入迷宫开放臂时,躯体感觉皮层神经元会出现一过性激活,以此完成对新环境的感觉信息整合;但经历幼年脑震荡的小鼠,不会出现这一特征性的神经反应。

行为层面,对照组小鼠会本能更少待在开放臂,而脑震荡小鼠无法区分开放臂与封闭臂。神经元瞬时响应的强弱,和小鼠进入开放臂的次数呈负相关,证明皮层的激活异常直接造成了行为上的感知缺陷,并且这种损伤可以持续数月之久。

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图三 幼年脑震荡的标志性改变

作者借助新物体识别、横梁行走、转棒多项任务,多角度验证脑震荡带来的功能损伤。

新物体识别测试中,正常小鼠会主动关注新物体,同时躯体感觉皮层浅层神经元明显激活;而幼年脑震荡小鼠对新物体没有偏好,也无对应的神经活动。横梁行走时,脑震荡小鼠后爪失足出错的次数显著增多,并且在发生动作失误的瞬间,大脑同样缺少相应的神经元应答。转棒实验发现,随着转轮转速不断升高,对照组小鼠皮层神经元活动会同步增强,脑震荡小鼠神经元却无法进一步提升活性,导致小鼠更早从转棒跌落。

多项结果互相印证,说明幼年脑震荡会广泛破坏大脑感知‑运动整合能力。

总结

这项研究打破了“脑损伤只能急性期救治”的固有认知。它证实幼年脑震荡带来的感觉整合缺陷即便延续至成年,依旧存在干预修复的可能。内源性大麻素通路为儿童脑震荡远期后遗症,提供了极具潜力的晚期治疗新思路,也提醒我们要重视儿童头部撞击后的长期随访与神经功能评估。

核心亮点

不同于既往侧重急性期的幼年脑震荡研究,本研究通过长达12个月的长期观测,发现幼年轻度脑震荡会造成持续至成年的特异性神经功能损伤;借助活体钙成像厘清感觉整合缺陷与焦虑的区别,并证实后遗症显现的晚期靶向内源性大麻素仍可修复神经、行为异常,拓展了脑震荡干预窗口。

文章来源

https://doi.org/10.1038/s41467-026-77767-8

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