与神经学家比安卡·琼斯·马林探讨母亲节的五个问题

Bianca Jones Marlin博士是一位神经学家和新妈妈,研究父母行为的生物学。去年,她是第一批获得奖学金的人之一统计神童奖该协会表彰那些从事开创性工作的早期科学家。我们采访了马林,以了解更多关于她的工作,以及她自己的经历如何塑造了她的研究。

问:你关于母亲的研究都是关于什么的?

我试图了解大自然是如何让你成为母亲的,以及你是如何经历积极和消极的变化的。

众所周知,催产素——也被称为“爱的荷尔蒙”——是大自然让女性为人母做好准备的一种方式。这种激素是在亲密行为中释放的,比如母乳喂养和性行为。科学家已经证实催产素有助于在父母和孩子之间建立联系。这种联系可以通过眼神交流和其他互动来加强。

我早期的研究集中在了解这一过程的生物学原理上——它通过什么途径来帮助建立情感纽带?在老鼠身上,我发现催产素会刺激大脑中的听觉感受器。所以当母亲哺乳时,释放的催产素使她对婴儿的哭声更敏感。在用老鼠做的实验中,催产素水平高的动物倾向于照顾被放在笼子里靠近它们的幼崽。那些催产素水平较低的老鼠忽视了幼鼠,甚至更糟。

现在,我正在研究育儿的另一个方面:父母经历的创伤如何通过跨代表观遗传学传递给子女和孙子孙女。

根据神经科学,是什么让母亲如此特别

问:我们通常认为特质是通过基因或从父母那里学到的行为从一代传给下一代的。跨代表观遗传学有何不同?

我们从父母那里继承我们的基因,所以我们的基因组是固定的。表观遗传学是指从经验或环境条件中获得的生化标记,这些标记附着在我们的基因上,可以改变基因的表达方式。例如,同卵双胞胎有相同的基因,但不同的经历和环境可能会改变他们的基因表达。因此,虽然他们可能有相同的基因来调节新陈代谢,但他们的环境中的某些东西可能会抑制或增强基因的工作方式。

我和我的同事正在研究小鼠的表观遗传变化,使父母经历的创伤能够遗传给后代。

我们在第一组研究中发现,害怕特定气味的老鼠的后代似乎以某种方式继承了同样的恐惧或威胁。在这些实验中,我们首先在成年老鼠身上建立了一种恐惧记忆,方法是将一种闻起来像杏仁的气味与轻微的电击配对。记忆建立后,每当这些老鼠遇到这种气味,它们要么冻结,要么逃离。

这些老鼠的后代以前没有遇到过杏仁味或休克,似乎也避免了同样的气味。这些是初步的数据,但他们认为后代遗传了一些信息,使他们对气味保持警惕。

我们试图弄清楚这是如何发生的,并排除后代的行为不是由外部线索引起的可能性。我们正在研究的一件事是,当恐惧记忆建立时,鼻子中的细胞是如何变化的。我们发现,父母在学会害怕气味后,鼻子中有更多的细胞表达“阅读”气味所需的受体。

现在,我们正在观察后代是否也有更多的这些细胞,这表明有某种生物学解释。如果是这样的话,我们下一步将关注于发现导致气味受体细胞增加的表观遗传机制,这种增加会导致后代产生更多的细胞,这些细胞可以感知杏仁的气味,而从未体验过它!这既神秘又令人兴奋。

问:为什么这个话题在科学界如此有争议?

跨代表观遗传学是有争议的,因为它似乎是不可能的。很难确定孩子的行为是由基因遗传引起的还是由对父母行为的反应引起的。那么,如果父母患有创伤后应激障碍,孩子的行为是归因于对父母的反应,还是归因于孩子出生前父母的创伤引起的表观遗传变化?有证据表明,当卵子与精子相遇时,所有的甲基化——一种常见的表观遗传学标记——都被清除,基因在胚胎中被“重置”。那么,如何将表观遗传变化传递给后代呢?

我们的研究着眼于另一种表观遗传机制,它涉及小RNA分子。其他人发现精子可以吸收小RNA分子,而这些分子在胚胎形成后得以保留。小rna似乎可以调节新陈代谢。研究表明,给予低蛋白质饮食的怀孕老鼠,其幼鼠在整个成年期都体重不足。但也许更令人惊讶的是,喂食低蛋白饮食的雄性老鼠的后代肝脏胆固醇基因表达发生了改变。

我们正在研究小rna是否可能是一种机制,用来传递我们在受创伤的父母的后代身上看到的行为。

问:你是如何对父母教育产生兴趣的?

我的成长经历非常独特。我的亲生父母也是养父母,所以我有亲生的和非亲生的兄弟姐妹。与父母和基因不同的兄弟姐妹一起长大,激起了我对人类行为和人类互动的兴趣。它引导我研究环境如何改变人们在社会中的行为和反应方式。

我以前的工作重点是通过社会互动建立家庭纽带。我希望找到一些改变与消极社会行为相关的表观遗传标记的机制。这项研究的最终目标是找出如何改善消极父母关系的结果。

问:生完孩子后,你有没有观察到自己对孩子的反应有什么不同?

是的。因为我在有孩子之前研究过父母的行为,所以我自信自己对这个话题了如指掌。但有了自己的孩子让我意识到还有很多东西要学。

我现在有了催产素生物学效应的第一手经验。它肯定会改变你看待另一个人的方式。我对孩子的反应超出了我自己的控制范围。即使我累了,我所有的注意力都集中在她身上。

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比安卡·琼斯·马林博士是理查德·阿克塞尔博士实验室的博士后研究科学家,他是哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院神经科学系的教授,哥伦比亚大学朱克曼研究所的联合主任。