排版 | AiBrain 编辑团队

社交活动被认为是人类的基本需求之一。自2019年底首次报告新型SARS-CoV-2以来，公共卫生组织一直倡导采取预防政策来防止病毒传播，包括关闭企业、日托中心、学校和游乐场的居家令，这大大减少了除家庭以外与人面对面的社交机会。在COVID-19大流行期间，强制性措施(包括保持身体距离、隔离和封锁)与心理健康问题增加有关，包括成人和青少年的焦虑和抑郁，以及大流行期间出生的儿童的语言、运动和整体认知表现显著下降。经历长期社交隔离(SI)的人，如孤儿和空巢老人，患有各种神经精神疾病，包括抑郁症和睡眠减少。因此，在不同年龄段减少社交互动会对社会情感发展和心理健康造成不利影响。然而，我们对SI的影响以及其影响大脑结构和功能的机制的理解还远远不够完整。

2022年11月25日，来自中科院遗传与发育生物学研究所的张永清团队在《Molecular Psychiatry》杂志上发表了题为“Social isolation and the brain: effects and mechanisms”的综述，讨论了不同动物模型中SI在不同年龄引起的情绪、行为、大脑结构和功能的改变，以及分子和细胞的变化，并总结了SI在人类和动物模型中作用的异同。

这篇综述有助于搭建关于SI的动物和人类研究桥梁，以便使动物模型中的研究发现可以更好地转化为人类服务。

在PubMed中使用社会隔离、社会剥夺和母婴分离等关键词进行搜索显示，近年来有关SI的论文数量大幅增加，这可能是由于采取了阻止SARS-CoV-2感染传播的预防措施（图1A）。据报道，在COVID-19大流行期间，数百万人因保持身体距离、隔离或封锁而反复出现SI，这与焦虑和抑郁的发病率增加有关¹（图1B）。

尽管目前相关研究取得了重大进展，但SI在不同年龄和物种中引起的不同表型的潜在机制以及SI诱导的动物模型中的大脑变化在多大程度上模仿人类的大脑变化仍不清楚。

图1：社交隔离研究概述。

在生命的最初几年，发育中的大脑特别容易受到环境压力的影响²。早期关键时期社会互动的中断将对认知、社交和言语表现产生负面影响，从而导致出现心理健康问题的倾向。根据一组罗马尼亚孤儿的研究，孤儿在出生后的开始几周进入福利院，在被收养之前在福利院待了不同的时间，早期生活中的社会剥夺对他们的大脑发育和社会情感功能会产生终生的影响（图2）。新冠肺炎大流行期间出生的婴儿在第一年被迫呆在家里，由于身体距离、隔离或封锁，家庭外的社交活动有限。对这些婴儿的研究表明，无论他们的父母是否感染了病毒，他们在6个月大时的粗、细运动控制和沟通技能方面的得分都明显低于大流行前出生的婴儿（图2）。

另一项研究表明，与大流行前出生的儿童相比，大流行期间出生的儿童言语、运动和整体认知能力显著下降。大流行期间人与人之间的互动减少，包括同伴互动减少，被认为是抑制这一时期出生儿童发育的主要因素。

青少年和成人阶段的SI具有显著的情感影响（图2）。例如，新冠肺炎疫情封锁期间的学校关闭与学生的心理健康问题有关，因为他们与同龄人、教师、大家庭和社区网络长期处于身体隔离状态。抑郁症状从学校关闭前的18.5%增加到学校重新开放后的24.9%。同样，导致大流行期间社交互动减少的物理距离措施与成年人焦虑和抑郁、药物使用和家庭暴力的大幅增加相关。此外，据报道，空巢老人比非空巢老人更容易出现抑郁症状。

图2：不同年龄段的社会隔离对人类健康的影响不同。

人类的社会和认知功能受到通过连接不同大脑区域的神经环路层次结构处理的信息调节。对童年早期在机构中接触过SI的收养儿童的研究，提供了利用MRI来阐明早期生活SI对大脑结构和功能的影响的机会（图3）。

总的来说，对有早期生活机构经历的个体的神经影像学研究显示，PFC、杏仁核和海马体的大脑结构异常。这些异常包括PFC和海马体中灰质和白质总量的持续减少。此外，脑电图分析显示，在机构中长大的儿童的额叶、颞叶和枕叶区域的大脑活动模式异常，这反映了皮层成熟的延迟。

图3：人类早期SI影响的主要大脑区域和连通性以及这些区域所涉及的功能环路。

不同年龄个体的SI会产生不利影响，并导致不同的症状，这表明异常的分子和细胞机制不同，包括神经元功能障碍。事实上，先前对动物模型中不同发育阶段的SI的研究已经报告了神经元兴奋性和突触传递的明显变化。除了神经元的变化，胶质细胞发育和功能的改变也在SI诱导的脑功能障碍中发挥重要作用。例如，母婴分离或小鼠早期SI降低了少突胶质细胞祖细胞（OPCs）的数量，并促进了OPCs向少突胶质细胞（OLs）的过早分化。具体而言，小鼠在幼年和成年阶段的SI导致OL基因表达和髓磷脂厚度减少，在mPFC中OLs的突起更短，分支更少，形态学更简单（图4）。SI对少突胶质细胞的不同影响可能反映了SI时期是否与少突胶质细胞发生（OPCs形成有髓鞘化OLs）、OL成熟或两者的关键时期重叠（图4）。

图4：SI对少突胶质细胞祖细胞(OPC)分化和少突胶质细胞(OL)成熟的影响。

人类是社会性生物，社交与合作促进了人类文化和文明的快速发展。过去几年，为应对COVID-19大流行而采取的持续措施减少了家庭以外的社会互动，造成了明显的公共卫生后果，包括焦虑、抑郁、自残和自杀企图增加。

这篇综述有助于衔接之前SI的动物和人类研究。尽管在大多数动物和人类研究中，SI的确切时间是不同的，但动物研究在分子和神经环路水平上为SI对人类的影响提供了有价值的见解，这对于理解潜在机制和开发有效干预措施非常重要。