早期經驗對動物認知的影響

孫明亮，王威，王衣博

（1.公安部警犬技術學校遼寧沈陽110034;2.遼寧大學法學院遼寧沈陽110031）

早期經驗對動物認知的影響

孫明亮1，王威1，王衣博2

（1.公安部警犬技術學校遼寧沈陽110034;2.遼寧大學法學院遼寧沈陽110031）

早期經驗是動物在發育早期階段受到的對以后發育產生重大影響的刺激，早期經驗對動物成年后的行為表達和認知產生持久而深遠的影響。本文分別從產前和產后綜述了早期經驗對動物認知能力的影響。

早期經驗；認知；影響

早期經驗是動物在發育的早期階段受到對以后發育產生重大影響的刺激，又稱早期學習或早期刺激作用。動物的早期經歷可能會改變表現型，基因組和行為表達，這些影響可以持續到成年。神經系統的發育高度依賴于動物和環境之間的相互作用，動物個體發育過程中行為的發育，與神經系統結構的發育密切相關，也取決于早期的環境條件。早期生活經驗塑造動物的認知發育，在妊娠期以及產后早期發生的事件可能會產生長期影響，導致子代成年后認知能力的改變[1,2]。下面分別從產前和產后兩個方面綜述了早期經驗對動物認知能力的影響。

1 產前處理與動物認知

生命早期或產前的處理也稱為“馴化”，被認為是一種應激現象可以生產出心理生理出眾的動物，能夠更好地抵抗物理應激和不易受到情緒障礙，并且可以更好的適應新環境。關于動物產前處理目前主要集中在產前妊娠母畜應激處理的研究[3,4]。在動物的妊娠過程中母體應激可導致后代的情緒和認知功能紊亂[5]。當動物暴露于新奇情況下，行為抑制和焦慮是典型的結果，這是產前應激對學習和各種行為反應的影響。連續數天的產前應激能增加妊娠母畜的焦慮水平連同激素水平的變化，可以引起后代認知功能的紊亂，損害學習記憶能力。這可能與增加損害海馬內糖皮質激素的負反饋和延長下丘腦—垂體—腎上腺（HPA）軸活性有關。但在一般情況下，似乎產前應激損害學習能力但可有利于學習恐懼情形。但也有研究報道產前處理對學習記憶無影響[3]。Coulon等（2011）[3]比較了母羊妊娠晚期厭惡和柔和處理對羔羊空間學習的影響。在妊娠期最后5周對24只挪威達拉母羊進行溫和的（即柔和說話和平靜的行為）或厭惡的處理（即迅速的動作和叫喊），每天2次每次10 min。然后在羔羊4周齡時進行2個重復的迷宮測試，結果發現產前處理在迷宮測試中無顯著影響。

Zhang等（2012）[4]在研究新生兒處理和豐富環境對認知功能影響的機制時，將妊娠大鼠進行產前束縛應激處理，而后使用Morris水迷宮對產前應激的幼鼠進行認知能力的測試。結果發現暴露在產前應激的子代延長了平均潛伏期和總的游泳距離，這些結果表明產前應激幼崽的空間學習和記憶能力受損，認知能力發生改變。

Bock等（2011）[5]研究產前應激（PNS）誘導的底層神經元的變化，對在妊娠15～20 d遭受各種應激源處理的后代海馬內三維重構高爾基浸漬神經元的樹突和突觸的發育進行分析。結果發現在海馬CA1區PNS僅增加了雄性錐體神經元的棘密度；在齒狀回顆粒神經元中，雄性和雌性PNS在相反的方向改變了棘密度、樹突長度和樹突的復雜性；在CA3區，與不受應激的對照組相比PNS導致兩個性別的樹突變得比較短和不太復雜。這些結果表明海馬結構內的神經元和突觸功能的性別特異性變化可以代表神經基底應激誘導的行為改變。

2 產后處理與動物認知

產后處理的效應也被稱為新生兒或早期處理，最早是在20世紀50年代末描述，Levine（1956）研究大鼠的早期刺激，發現短暫的母嬰分離對成年后的情緒有積極的作用。后來，產后處理這個詞給予的定義是短暫母體—幼崽分離，這個簡單的程序被廣泛使用，研究產生的行為和生理的改變[1]。新生兒處理，早期生活經驗一個實驗模型，已知會影響HPA軸功能，增加后代適應性和影響認知能力[6]。因此，在出生后早期發育過程中處理操作對動物以后的行為、生理和神經發育可能產生持久而深遠的影響。然而，對認知能力的影響不同研究結果差異很大，不同類型的早期處理，處理持續的時間，接受處理的日齡，以及不同的任務等都會產生不同的結果[7]。因此，早期的生活經歷和成年后的認知表現之間的關系是多方面的。

Kosten等（2012）[7]報道早期生活的操作改變大鼠學習和記憶。按照母嬰分離操作持續時間和新生兒接受處理的日齡對厭惡條件作用，學習抑制和空間記憶等任務進行了研究。結果發現：短暫的分離提高了空間記憶任務的表現，持久的分離損害了空間任務的表現；無論操作時間長短都損害了厭惡條件作用；無論操作時間長短都提高了學習抑制任務。新生兒接受處理的日齡對空間記憶的表現有相反的影響，如果新生兒在第三周接受操作處理則提高了空間記憶任務的表現，如果限定在產后前兩星期則損害了空間記憶任務的表現。因此，早期的生活經歷和成年期學習和記憶表現之間的關系是多方面的。

Beane等（2002）[8]為了研究新生兒處理對早期學習的影響，仔鼠出生后前15 d被處理（從籠子中移走15 min，非處理組大鼠在籠子里不受干擾。處理大鼠和非處理大鼠在18、21和30日齡進行條件恐懼操作，然后在條件作用后24 h和產后45 d兩個時間點進行測試。處理和非處理的大鼠在條件作用日電擊后的即刻凝滯反應上沒有顯著差異。然而，當條件作用之后24 h和產后45 d進行關聯條件恐懼測試時，處理大鼠比非處理大鼠表現較多的凝滯行為。結果表明新生兒處理提高了參與關聯條件恐懼的早期記憶過程的發育。

Lehmann等（2002）[9]報道相對于非處理（NH）幼鼠，早期處理（EH）導致老齡后代優越的空間認知和較大的海馬（HIPP）神經元密度。研究中比較了EH和重復母嬰分離（MS，從出生后第12天開始每4 d分離6 h）對老齡大鼠空間認知和HIPP特性的影響。雄性Wistar幼鼠暴露于EH，MS，NH或標準室內飼養（CON），并在18～20月齡時測試。相對于NH和CON，EH表現優越空間認知，HIPP神經元數量沒有變化。MS表現的趨勢是優越的空間認知，HIPP神經元數量沒有變化。

3 小結

綜上所述，產前和產后的早期經驗能夠影響成年后動物的認知表現。我們可以通過設置積極的早期處理程序修復某些動物的認知功能障礙。也可以消除不良的早期環境人為改變動物的早期經驗，積極的改變動物的認知能力。該處理程序可以用來輔助治療和恢復多種腦功能障礙，以及改善特定動物模型的認知功能以更好的服務于人類。█ （編輯：李雨慈）參考文獻：

[1] Chapillon P,Patin V,Roy V,et al.Effects of pre-and postnatal stimulation on developmental,emotional,and cognitive aspects in rodents:a review[J].Dev Psychobiol,2002,41(3):373-387.

[2] Foyer P,Bjallerhaga N,Wilssonc E,et al.Behaviour and experiences of dogs during the first year of life predict the outcome in a later temperament test[J].Appl Anim Behav Sci,2014,155(6): 93-100.

[3] Coulon M,Hild S,Schroeer A,et al.Gentle vs.aversive handling of pregnant ewes:II.physiology and behavior of the lambs[J].Physiol Behav,2011,103(5):575-584.

[4] Zhang ZY,Zhang H,Du BL,et al.Neonatal handling and environmental enrichment increase the expression of GAP-43 in the hippocampus and promote cognitive abilities in prenatally stressed rat offspring[J].Neurosci Lett,2012,522(1):1-5.

[5] Bock J,Murmu MS,Biala Y,et al.Prenatal stress and neonatal handling induce sex-specific changes in dendritic complexity and dendritic spine density in hippocampal subregions of prepubertal rats [J].Neuroscience,2011,193(13):34-43.

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[7] Kosten TA,Kim JJ,Lee HJ.Early life manipulations alter learning and memory in rats [J].Neurosci Biobehav R,2012,36(9): 1985-2006.

[8] Beaane ML,Cole MA,Spencer RL,et al.Neonatal handling enhances contextual fear conditioning and alters corticosterone stress responses in young Rats[J].Horm Behav,2002,41(1):33-40.

[9] Lehmann J,Pryce CR,Jongen-Relo AL,et al.Comparison of maternal separation and early handling in terms of their neurobehavioral effects in aged rats[J].Neurobiol Aging,2002,23(3):457-466.

Effects of Early Experience On Animal Cognition

Sun Mingliang1,Wang Wei1,Wang Yibo2
（1.The Police Dog Technology Institute of the Ministry of Public Security,Shenyang Liaoning,110034; 2.College of Law,Liaoning University,Shenyang Liaoning,110031）

Early experience is a stimulation significant effect the early stage of animal on the subsequent development，the early experience have a lasting and profound influence on the expression of behavior and cognitive in adult.In this paper,from the prenatal and postnatal we reviewed the the effect of early experience on animal cognition.

Early Experience;Cognition;Affect

10.3969/j.issn.1008-4754.2015.01.034