Mol Psychiatry：社交隔离对我们大脑的影响有多大？张永清团队综述最新的研究进展
COVID-19的一个明显后果是全球范围内社交的减少，这对人类健康有着许多不利的影响。自1940年代以来科学家们研究了正常或孤立环境下的社会发展，但我们对社交隔离(social isolation,SI)所引起的脑功能障碍的机制仍然知之甚少。
近日，来自中科院遗传与发育生物学研究所张永清团队在Molecular Psychiatry 杂志上发表了一篇综述，关注不同年龄和不同动物模型中SI诱导的分子、细胞、结构和功能水平的大脑变化，名为“Social isolation and the brain: effects and mechanisms”。
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社交互动是人类的基本需求，类似于营养和睡眠等需求。目前已有的研究表明，COVID-19期间的强制措施，包括隔离和封锁，会和心理健康问题有关，这包括成人和青少年的焦虑和抑郁，以及疫情期间出生的孩子出现语言、运动和整体认知能力的显著下降。不同年龄段互动的减少对社会情感发展和心理健康具有广泛的不利影响。然而，我们仍不清楚SI影响大脑结构和功能的机制。
SI研究的重大进展
PubMed 搜索显示，近年来关于 SI 的出版物数量大幅增加（图1A）。由于在 COVID-19 大流行期间隔离或封锁，数百万人反复出现 SI，这与焦虑和抑郁的发生率增加有关（图1B）。
尽管科学家们在SI领域取得了重大进展，但我们认不清楚：1）SI在不同年龄和物种中引起的不同表型的潜在机制，以及2）SI诱导的动物模型中的脑变化，和人脑之间的关系。
图1. SI研究概述。
SI引起的人类行为、情绪
和认知异常
根据一组罗马尼亚孤儿的研究，孤儿在出生后的头几周进入福利院，在被收养之前在福利院待了不同的时间，早期生活中的社会剥夺对他们的大脑发育和社会情感功能会产生终生的影响。
在这些机构中生活超过6个月的儿童表现出更多的神经发育障碍症状，包括注意缺陷活动障碍和自闭症谱系障碍。这些疾病在许多孤儿中从婴儿期一直持续到青年期。因此，早期生活的SI经历对社会情感发展和认知能力有着深远的影响(图2)。
青少年和成年阶段的 SI 具有重大的情绪影响。据推测，成年后的 SI 经历会导致社会稳态设定点（social homeostatic set-point）的降低，从而对社会刺激产生过度反应，进而导致抑郁、攻击性或社交焦虑。
图2. 不同年龄段的社会隔离对人类健康有不同的影响
受SI影响的人脑区域
和区域间连接
神经影像学研究表明，早年被福利机构收养的儿童，PFC、杏仁核和海马体的大脑结构显现异常。这些异常包括 PFC 和海马体中的总灰质和白质体积持续减少，且杏仁核体积比对照组大(图3)。
脑电图分析显示，额叶、颞叶和枕叶区域的大脑活动模式异常，这反映了皮质成熟的延迟。机构照顾下的儿童也表现出脑区之间结构和功能连接的改变。
图3. 人类早期SI影响的主要脑区和连接以及涉及这些区域的功能回路
SI影响动物模型中的
神经回路和行为
SI在动物模型中的研究是对人类研究的重要补充，因为人类隔离的随机化和实验操作在强度和持续时间上受到伦理的限制。早年 SI 诱导的脑结构改变和异常行为在猴子中研究的最早和最多。
这些结果包括单独长大的猕猴出现胼胝体大小显著减少，半球间投射减少，认知缺陷，而没有妈妈的猕猴出现视觉皮层的结构异常，颞上沟后髓鞘过早形成，以及异常的情绪和社会行为。科学家在幼年 SI 后的啮齿动物研究中发现其他的大脑变化，包括不同脑区的体积变化、区域连接异常和神经回路的改变。
动物模型中SI诱导的
胶质细胞改变
胶质细胞发育和功能的改变也在 SI 诱导的脑功能障碍中发挥重要作用。例如，小鼠的母体分离或早期 SI经历减少了少突胶质细胞祖细胞 (OPCs) 并促进了 OPCs 向少突胶质细胞 (OLs) 的过早分化。幼年期和成年期小鼠的 SI 经历导致 OL 基因表达和髓鞘厚度减少，形态更简单，过程更短，mPFC 中的 OL 分支更少。
SI 对OLs的不同影响可能反映了 SI 的时期是否与OLs生成（从OPC形成髓鞘OL）、OL 成熟或两者的关键时期重叠（图4）。在 SI 诱导的脑功能障碍中，SI 诱导的 OPC 和 OL 的分子和细胞变化表明髓鞘形成的重要作用。在不同发育阶段由 SI 诱导的 OPC 分化和 OL 成熟的明显异常，可能解释了为什么早期 SI经历比成年 SI 经历更有影响。
图4. SI对OPC分化和OL成熟的影响。
结 论
人是社会性动物，社交与合作促进了人类文化和文明的快速发展。过去几年，为应对 COVID-19 而采取的持续措施减少了家庭以外的社交互动，这导致了明显的公共卫生后果：焦虑、抑郁、自残和自杀企图增加。然而，SI 诱导的行为和情绪改变的潜在机制仍不清楚。
这篇综述有助于我们了解以往的 SI 动物和人类研究。尽管在大多数动物和人类研究中 SI 的确切时间不同，但动物研究在分子和神经回路水平上提供了关于 SI 对人类影响的宝贵见解，这对于理解机制和开发潜在干预措施很重要。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41380-022-01835-w
参考文献
Xiong, Y., Hong, H., Liu, C. et al. Social isolation and the brain: effects and mechanisms. Mol Psychiatry (2022).
编译作者：Ayden（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）
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