摘要：激素水平像潮汐一样波动，根据精心策划的周期逐渐流动。这些激素不仅会影响身体，而且可以跨入大脑并塑造我们的神经元和认知过程的行为。最近，研究人员使用现代的激光显微镜技术来观察卵巢激素中的波动如何塑造小鼠海马中神经元的结构和功能，这是对哺乳动物中记忆形成和空间学习至关重要的脑区域。他们发现，在小鼠发情循环中激素的波动，这是一个类似于28天...

激素水平像潮汐一样波动，根据精心策划的周期逐渐流动。这些激素不仅会影响身体，而且可以跨入大脑并塑造我们的神经元和认知过程的行为。最近，加州大学圣塔芭芭拉（UC Santa Barbara）的研究人员使用现代激光显微镜技术来观察卵巢激素中的波动如何塑造小鼠海马中神经元的结构和功能，这是对哺乳动物中记忆形成和空间学习至关重要的大脑区域。他们发现，在小鼠发情循环中激素的波动，这是一个类似于28天的人类月经周期的4天循环，强大地影响了海马神经元的形状和行为。

UCSB神经科学家迈克尔·戈德（Michael Goard）说：“我们已经知道卵巢激素，尤其是雌激素 - 一种雌激素 - 对神经元的结构和功能产生重要影响。”神经元。在1990年代，离体实验检查了在发情周期的不同阶段进行的雌性啮齿动物脑组织。他们发现，在“雌二醇水平峰值时”，海马中的神经元倾向于形成更多的树突状刺，从神经元的树突延伸的小突起，并充当神经元之间连接的主要部位。

该论文的主要作者诺拉·沃尔科特（Nora Wolcott）说：“迄今为止，对发情周期如何影响活着的老鼠的神经元几乎没有了解。”现在，由于先进的显微镜技术，Goard的团队能够测量多个发酵周期的神经元的结构和活动，从而深入了解性激素在大脑可塑性和记忆中的作用。本文的其他作者包括威廉·雷德曼（William Redman），玛丽·卡平斯卡（Marie Karpinska）和艾米丽·雅各布斯（Emily Jacobs）。

激素驱动的可塑性

海马位于哺乳动物大脑的深处，是一个主要与记忆和学习有关的大脑区域。海马病变患者无法学习新信息或形成新的情节记忆。海马还充满了性激素的受体，例如雌激素和孕激素，这表明性激素不仅会影响繁殖，而且会影响记忆等认知功能。

占据了先前的研究中停止的地方，研究人员部署了两光子激光扫描显微镜，在几个为期四天的发情周期内小鼠中这些树突棘的形成和修剪。他们观察到许多新的棘突，然后随着循环通过排卵而修剪它们。这些不是微妙的变化 - 整个周期中棘的密度差异为20-30％，代表每个神经元的数千个突触连接。

戈德说：“刺的潮起和流动如何影响脑细胞的功能？也许这会影响神经元如何整合其他神经元的信号。” “您可以想象，如果他们突然增加了更多的突触连接，神经元将获得更多的输入，这将影响它们的反应方式。”

为了调查，科学家检查了动作潜力 - 神经元的“射击” - 以及脉冲如何通过神经元传播。通常，树突会接收信号，该信号传播到细胞体并朝轴突出去。 Goard说：“但是信号也向后向后穿过树突，这通常是神经元收到信息的地方。”这种反向传播信号被认为在学习和记忆巩固中发挥作用。他们发现，在雌二醇峰值期间，返回传播信号越来越远回到树突，研究人员怀疑这可能对可塑性产生影响 - 大脑形成新的神经连接的能力。

那么，增加树突状脊柱密度和反向传播的功能后果是什么？一个答案在于，当动物位于其环境中的特定位置时，海马中的“地方细胞”或神经元在海马中，它们有助于构建精神图并帮助空间学习和导航。为了测试动物学习和记住新地方的能力，研究人员让他们探索不同的环境，同时测量海马中神经元的活性。

研究人员发现，在雌激素（高雌二醇阶段）期间，位置细胞对熟悉的位置做出了反应，并且当雌二醇最低时是最大的。沃尔科特指出：“这是第一次在同一动物中对神经结构和功能的这些微观差异进行了。”

这些小鼠中的这些发现对人类也有很大的影响。实际上，合着者艾米丽·雅各布斯（Emily Jacobs）实验室的工作发现，整个月经周期的内分泌节奏与人海马的结构变化息息相关。虽然激素循环通常与雌性哺乳动物有关，但雄性也经历了激素波动，其中许多作用于相似的受体。例如，睾丸激素可以通过芳香化转化为雌激素，在该睾丸激素上作用于海马中的雌激素受体。这表明激素驱动的可塑性是一种广泛的现象，并强调了在神经科学研究中考虑内分泌因素的重要性。

戈德说：“我们怀疑存在一些适应性进化目的，我怀疑这是真的，是因为卵巢激素的受体不必在海马中出现，这不是直接参与生殖功能的直接参与。但是由于某些原因，它们在海马和记忆中 - 可能是对某些人的重要性。

了解荷尔蒙周期波动与大脑之间的关系不仅进一步发展了我们对脑生物学的基本理解，而且还为医学的新可能性开辟了新的可能性，不仅是对个体的个性化，而且在激素周期阶段。沃尔科特说：“大脑对自然循环激素的身体变化的发现挑战了我们对哺乳动物认知的理解。”