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成為爸媽後改變的不只是人生,還有大腦

活躍星系核_96
・2015/09/22 ・2167字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 467 ・五年級

文 / Cynthia Lin

每個新手父母都知道,小孩會改變生活的一切。當新生兒呱呱落地後,午夜場電影和賴床都變成了無眠的夜,在定時餵奶和照顧中度過。照顧一個完全依賴自己的生命,這樣的責任感令人精疲力盡,父母可能錯失了他們生命中的細微變化:就是他們大腦正在進行的改變。

當小嬰兒還在醫院尚未回家時,在動物和人類的研究顯示大腦正在進行生物上的改變來幫助處理新的責任和壓力。

source:wikimedia
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做好準備當媽媽

哺乳類母親在懷孕開始到生產時期,就開始準備轉變當全職照護者了。母親的大腦會沐浴在各式賀爾蒙裡並重塑⼤大腦:包含雌激素(estrogen)、泌乳素(oxytocin)、催乳素(prolactin),使得大腦(像是與動機和壓力有關的區域)會有這些賀爾蒙的受器。

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其中一個區域是下視丘(hypothalamus),負責調控身體的重要功能,如睡眠、饑餓和生殖行為等。在下視丘前方的分區是內側視前區(medial preopticarea, MPOA),與養育照護行為有關。舉例來說,缺乏MPOA 區域的老鼠不會有典型的養育照護行為,像是將子鼠聚集在窩裡或是覆蓋在子鼠上為其保溫。

另外,在美國里士滿大學(University of Richmond )的研究者發現,當大鼠懷孕並越靠近生產時,他們的MPOA 區域會變更大更複雜。作者克雷格·金斯利(Craig Kinsley )說:「這些發現推測生殖賀爾蒙作用在MPOA,來激發母親對於小孩的興趣。」

懷孕賀爾蒙也作用在控制壓力反應的大腦迴路上。這個迴路包括下視丘、腦下垂體(pituitary gland)和腎上腺(adrenal gland),都是內分泌系統的重要器官。

金斯利研究大鼠的壓力系統後發現,當新手鼠媽媽和處女鼠都放在充滿壓力的情況時,媽媽們調控壓力和焦慮的大腦區域會有較少的活動。懷孕賀爾蒙也作用在壓力迴路上,減弱大腦對某些壓力賀爾蒙的反應。因此,鼠媽媽們較可以面對新挑戰並且能有較豐富的行為反應。

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「一個新手媽媽必須處理各式樣之前陌生的行為。」金斯利說。這些行為包含艱鉅的任務像是:擊敗狩獵者來保護自己的小孩,或是離開小孩去覓食。

讓媽媽們能一心多用

母親的大腦也會長出新的樹突突觸,這是神經元間的連接處,讓彼此能夠相互溝通。在2010 年,普林斯頓大學(Princeton University)的研究者計算了部分前額葉的樹突突觸的數目,而前額葉是大腦處理學習注意力和計劃的重要區域。

研究發現鼠媽媽們比起處女鼠有較多的突觸。作者班尼德塔·路納(Benedetta Leuner)說:「這可以讓媽媽們比較能專心且不容易分心。」這改變也增強媽媽一心二用時轉換注意力的能力。相似大腦的改變也可以在生產後的女性上看到。在2010 年,科學家掃描了剛生產幾周內和四個月後的新手媽媽大腦活動。在這段期間,媽媽的大腦某些區域變大了,例如前額葉。研究者推測這增加可能是來自當媽媽後與寶寶互動的新體驗。

讓男人更居家

不只是懷孕的女性需要處理複雜的賀爾蒙和大腦的改變。爸爸們和未來的爸爸們也有些微但顯著增加的雌激素和催乳素:這些可在懷孕婦女上發現大量增加的賀爾蒙。當嬰兒出生後,爸爸的睪酮素(testosterone)下降,使得他們較不具攻擊性並且較適合養育。(延伸閱讀:好爸爸的睪固酮濃度較低

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在蘭道爾夫-麥肯學院(Randolph-Macon College)的神經科學家凱利·蘭伯特(Kelly Lambert)研究加州鼠(California mice)養育行為的生物機制——加州鼠是少數由男性主動照護子代的物種。她發現跟處男鼠相比,鼠爸爸可以較快學習到迷宮中哪裡藏有食物。而且鼠爸爸的海馬迴(處理學習和記憶的區域)活動也會增加。

其他的動物研究顯示養育子代的鼠爸爸大腦也準備好了:他們的大腦強化對催產素和加壓素(vasopressin)反應的神經纖維。催產素和加壓素是和照護行為有關的神經化學物質。這些神經纖維連接到皮膚的受器,並且傳遞觸覺的訊息回大腦。

蘭伯特說:「透過這樣的迴路連線,父親和子代的親密接觸會促進爸爸大腦的生理改變,在嚙齒類或人類上都可以看到這樣的現象。」

在動物和人類上的研究提供了證據,顯示生理上的改變能幫助父母處理他們的新責任和壓力。「有了小孩後嶄新的體驗,對大腦來說是最刺激的經驗之一,不管你是人類還是老鼠。」蘭伯特說,「看著鼠媽媽帶著14 個小孩,真是令人敬畏。」她還說,「他們真的知道該怎麼做,而且他們馬上就行動起來。那是因為他們的大腦正在產生改變。」

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參考文獻:

  • Abraham E, Hendler T, Shapira-­‐Lichter I, Kanat-­‐Maymon Y, Zagoory-­‐Sharon O, et al. Father’s brain is sensitive to childcare experiences. Proceedings of the National Academy of Sciences. Jul 8;111(27):9792-­‐7 (2014).
  • Barrett J, Wonch KE, Gonzalez A, Ali N, Steiner M, et al. Maternal affect and quality of parenting experiences are related to amygdala response to infant faces. Social Neuroscience. 7(3):252-­‐68 (2012).
  • Franssen CL, Bardi M, Shea EA, Hampton JE, Franssen RA, et al. Fatherhood alters behavioural and neural responsiveness in a spatial task. Journal of Neuroendocrinology. Nov;23(11):1177-­‐87 (2011).
  • Keyser-­‐Marcus L, Stafisso-­‐Sandoz G, Gerecke K, Jasnow A, Nightingale L, et al. Alterations of medial preoptic area neurons following pregnancy and pregnancy-­‐like steroidal treatment in the rat. Brain Research Bulletin. 55(6): 737-­‐45 (2001).
  • Kim P, Leckman JF, Mayes LC, Feldman R, Wang X, et al. The plasticity of human maternal brain: longitudinal changes in brain anatomy during the early postpartum period.Behavioral Neuroscience.Oct;124(5):695‐700 (2010).
  • Kim P, Rigo P, Mayes LC, Feldman R, Leckman JF, et al. Neural plasticity in fathers of human infants. Social Neuroscience 9(5):522-­‐35 (2014).
  • Kinsley CH, Blair JC, Karp NE, Hester NW, McNamara IM, et al. The mother as hunter: significant reduction in foraging costs through enhancements of predation in maternal rats. Hormones and Behavior. Sep;66(4):649-­‐54 (2014).
  • Kinsley CH, Trainer R, Stafisso-­‐Sandoz G, Quadros P, Marcus LK, et al. Motherhood and the hormones of pregnancy modify concentrations of hippocampal neuronal dendritic spines.Hormones and Behavior. Feb;49(2):131-­‐42 (2006).
  • Leuner B, Gould E. Dendritic growth in medial prefrontal cortex and cognitive flexibility are enhanced during the postpartum period. Journal of Neuroscience. Oct 6;30(40):13499-­‐503 (2010).
  • Love G, Torrey N, McNamara I, Morgan M, Banks M, et al. Maternal experience produces long-­‐lasting behavioral modifications in the rat. Behavioral Neuroscience. Aug;119(4):1084-­‐96 (2005).
  • Wu Z, Autry AE, Bergan JF, Watabe-­‐Uchida M, Dulac CG. Galanin neurons in the medial preoptic area govern parental behavior. Nature. 509(7500): 325-­‐330 (2014).

原文文章:

 

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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

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規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

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本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

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