哺乳动物在出生后的早期阶段，大脑会经历一段对外界环境信息高度敏感的特殊时期，即发育关键期（Critical period）。在此期间，外界的感官经验能够高效且持久地雕刻神经元之间的突触连接，进而塑造大尺度神经网络并延续至成年期。然而，随着个体逐渐发育成熟，这种高度的大脑可塑性（Brain plasticity）会随之减弱，发育关键期逐步走向关闭。关于触发关键期关闭的具体细胞与分子生物学机制，一直是系统神经科学领域尚未完全阐明的难题。
近日，美国哈佛医学院（Harvard Medical School）布拉瓦尼克研究所（Blavatnik Institute）神经生物学系 Michael Greenberg 团队在国际学术期刊《自然》（Nature）上发表研究论文。研究团队利用小鼠模型，确证了外周血液中的压力激素皮质醇（Cortisol）在驱动早期大脑可塑性关键期关闭中发挥了核心的开关功能，并阐明了一条由星形胶质细胞（Astrocytes）介导的神经环路调控新通路。
该研究团队在探讨早期感官经验（如视觉光线刺激）如何影响大脑皮层细胞成熟与基因表达时，对处于正常光照环境和全黑环境下的幼年小鼠视觉皮层（Visual cortex）实施了单细胞测序（Single-cell sequencing）分析。
研究人员发现，在经历正常光照刺激的小鼠中，其肾上腺会向血液中释放皮质酮（Corticosterone，即人类皮质醇在啮齿类动物中的同型物）。血液中的皮质酮能够通过血脑屏障，特异性地与视觉皮层中星形胶质细胞上的糖皮质激素受体（Glucocorticoid receptors）结合。星形胶质细胞作为血脑屏障交界界面的前哨细胞，在接收到这一激素信号后，迅速启动了一项包含 100 多个基因的级联转录表达程序。
这一基因程序的激活，进一步加速了神经元周围细胞外基质（Extracellular matrix）以及“神经元周围网络（Perineuronal nets）”结构的构象组装与物理成熟。成熟的细胞外基质网状结构会紧紧束缚神经元突触，物理性地限制突触的新生与突触更迭率（Turnover rate），从而宣告了视觉可塑性关键期的正式关闭。
与之形成鲜明对比的是，在全黑环境中抚育的小鼠，由于缺乏光照激发的激素释放，该皮质醇调控通路未被激活，其关键期的关闭进程出现明显停滞。为了进一步验证这一通路的因果关联，研究人员在成年小鼠中特异性地敲除了星形胶质细胞的糖皮质激素受体，结果表明，原本已经随发育关闭的视觉关键期被成功重新开放（Reopened），小鼠大脑皮层的突触可塑性显著回升。
为了确证该发现在人类大脑中的保守性，研究团队进一步分析了已公开的人类脑组织单细胞转录组数据集。分析结果证实，这条由皮质醇驱动、星形胶质细胞介导的同源通路在人类婴儿期便开始涌现，并在青春期（Adolescence）达到功能表达的峰值。
行业专家评价指出，该项研究不仅在底层机制上厘清了外周内分泌系统与中枢神经系统神经环路发育之间的跨界分子对话，更在转化医学层面为理解多种神经发育障碍与精神疾患提供了全新的病理学视角。
临床研究表明，自闭症、精神分裂症和双相情感障碍（Bipolar disorder）等复杂精神疾患，其临床核心表型往往与大脑皮层关键期关闭的时间点异常密切相关。通过靶向阐明这条由 100 多个基因组成的精密调控网络，科学家未来有望开发出全新的药理学干预手段，在特定的窗口期内精准操纵关键期的开放或重开，用以修复早期生活压力（Early-life stress）引发的脑损伤，对小儿神经病学与临床精神病学的靶向治疗具有明确的指导意义。
参考文献：Bruno Gegenhuber et al, Astrocyte glucocorticoid receptor signalling restricts neuronal plasticity, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10512-9
编辑：王洪
排版：李丽
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