科學(xué)家發(fā)現，當觸覺(jué)受到影響時(shí)，正在發(fā)育的大腦能夠重新組織其感覺(jué)圖譜。最近，在發(fā)表于《Nature Communications》期刊上的一項研究中，由GuillerminaLópez-Bendito領(lǐng)導的實(shí)驗證明，當出生時(shí)缺少感覺(jué)刺激時(shí)，體感皮層會(huì )調整其結構和功能。這一發(fā)現為神經(jīng)可塑性及大腦適應結構變化的能力提供了重要的見(jiàn)解。

該研究與瑞士Friedrich Miescher研究所的研究人員合作，使用一種出生時(shí)沒(méi)有主要觸須的小鼠模型進(jìn)行實(shí)驗。首席作者Aníbal-MartínezMar表示：“我們關(guān)注小鼠臉部的感覺(jué)圖譜，因為對于這些動(dòng)物來(lái)說(shuō)，臉部的重要性與人類(lèi)的手相當。”研究人員觀(guān)察到，缺少主要觸須后，正常處理該信息的大腦區域幾乎完全消失，而與上唇觸須相關(guān)的區域則擴展以占據該區域。這一變化僅在出生前失去感覺(jué)刺激時(shí)才會(huì )發(fā)生。

通過(guò)遺傳學(xué)和生物信息學(xué)分析技術(shù)，研究團隊發(fā)現，通常處理上唇觸須信息的丘腦區域在缺少主要觸須時(shí)，采用了與主要觸須相似的遺傳特征，從而實(shí)現皮層重組。研究人員還發(fā)現，失去主要觸須后，丘腦中的自發(fā)活動(dòng)也會(huì )發(fā)生重分布。

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圖片信息：表示小鼠胚胎的大腦在出生前如何組織面部感覺(jué)的感覺(jué)圖。顏色表示對鼻子不同區域刺激的反應。

除了結構變化，重組還對功能產(chǎn)生了影響。“我們不僅觀(guān)察到感覺(jué)圖譜的解剖改變，小的上唇觸須獲得了以前僅限于主要觸須的功能：分辨紋理的能力，”Aníbal-MartínezMar解釋道。通過(guò)對出生時(shí)失去主要觸須的成年小鼠進(jìn)行行為實(shí)驗，這一發(fā)現得到了驗證。這些小鼠可以?xún)H靠上唇觸須區分粗糙和光滑的表面。

此外，這項研究表明，感覺(jué)圖譜的重組并不依賴(lài)于丘腦內的神經(jīng)活動(dòng)，而是基于其遺傳特征的變化。López-Bendito指出：“丘腦傳統上被認為是外周與皮層之間的單純中繼站，但我們的研究表明，丘腦在組織感覺(jué)圖譜中發(fā)揮了重要作用。”她的實(shí)驗室揭示，丘腦不僅傳遞信息，還作為一個(gè)感覺(jué)整合中心，使除了嗅覺(jué)之外的所有感覺(jué)匯聚在一起。這突顯了丘腦在大腦可塑性以及觸覺(jué)信息重組中的重要作用。

這些發(fā)現可能有助于更深入理解那些出生時(shí)缺少身體部位的個(gè)體的大腦如何重組其感覺(jué)功能。López-Bendito補充道：“如果一個(gè)嬰兒出生時(shí)沒(méi)有手，他們的大腦可能會(huì )以類(lèi)似方式重構觸覺(jué)區域。這不僅幫助我們理解神經(jīng)可塑性，也使我們更接近于確定如何干預以改善某些情況。”

雜志：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-025-57052-w