发育与可塑性神经科学
发育与可塑性神经科学研究神经系统在发育过程中如何构建，以及它如何在一生中响应经验、损伤和衰老而持续变化。它将神经元的发生和分化、回路的连接以及这些回路通过活动重塑的能力联系起来，将大脑视为一个被组装然后持续重塑而非固定的结构。
Definition
发育与可塑性神经科学是研究构建神经系统的过程以及在发育、成熟、衰老和损伤恢复过程中，神经回路如何通过活动和经验进行修改的学科。
Scope
该领域引导读者了解神经组织的全生命周期：神经元如何生成和特化，时间有限的关键期如何开启和关闭，经验如何驱动持久的回路变化，衰老的大脑如何衰退和受到保护，以及损伤后功能如何恢复。它是神经科学基础科学领域的一个参考概述，不提供临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 神经元如何生成、特化并组装成功能性回路？
- 为什么某些形式的学习和回路精炼仅限于时间有限的关键期？
- 经验如何在神经回路中留下持久的结构和功能变化？
- 是什么驱动了衰老大脑的衰退，又有哪些过程保护了它？
- 神经系统在损伤后通过何种机制恢复功能？
Key concepts
- 神经发生和神经元分化
- 活动依赖性回路精炼
- 关键期和敏感期
- 经验依赖性可塑性
- 突触可塑性
- 大脑衰老和衰老的标志
- 功能恢复和神经康复
Mechanisms
在整个生命周期中，相同的逻辑反复出现：神经回路由模式化活动塑造。在发育过程中，神经元生成并分化，然后伸出轴突并形成突触，这些突触根据电活动进行修剪和精炼，因此早期结构通过使用而塑形（Katz & Shatz, 1996）。在限定的窗口期内，随着抑制性回路的成熟和分子制动器的积累，可塑性增强然后受到限制，从而产生关键期（Hensch, 2005）。在成熟的大脑中，经验继续修改突触强度和连接性，而衰老带来一系列进行性的细胞和分子变化，侵蚀了这种能力（Lopez-Otin et al., 2013）。损伤后，残余可塑性支持部分功能恢复，这是神经康复的基础（Langhorne et al., 2009）。
Clinical relevance
该领域的原理是临床医生和科学家理解神经发育状况、与年龄相关的认知衰退以及中风或脑损伤后恢复的基础。本条目描述了为这些领域提供信息的生物学知识以及康复如何利用可塑性；它是关于机制的参考材料，而不是个体诊断或治疗决策的依据。
Evidence & guidelines
该领域的证据涵盖了发育和可塑性的基础动物和细胞研究、人类影像学和病变研究以及康复的临床试验。系统评价总结了中风后运动恢复及其支持干预措施的已知信息（Langhorne et al., 2009）。
History
该领域起源于二十世纪的研究，这些研究表明感觉经验塑造了发育中的皮层，其中最著名的是Hubel和Wiesel对幼猫视觉剥夺的研究，这些研究证明了皮层可塑性的时间有限窗口。成人神经发生的发现、关键期的分子解剖以及将衰老框定为一系列可定义的标志，随后将该领域扩展为神经系统如何构建、维持和重塑的生命周期解释。
Key figures
- Carla Shatz
- Takao Hensch
- David Hubel
- Torsten Wiesel
Related topics
Seminal works
- katz-shatz-1996
- hensch-2005
- lopez-otin-2013
Frequently asked questions
- 大脑在发育后是固定的，还是会持续变化？
- 它会持续变化。虽然大脑的整体结构在发育过程中建立，但回路在一生中仍可通过经验进行修改，残余可塑性支持学习和损伤后的部分恢复，尽管这种变化能力通常会随年龄增长而下降。
- 该领域与神经发育和神经退行性疾病有何关系？
- 它提供了回路如何形成、适应和衰退的基础生物学知识，这支撑了对发育障碍和年龄相关退化的理解；该领域本身是机制参考材料，而非临床指导。