Childhood Adversity and Neural Development: Deprivation and Threat as Distinct Dimensions of Early Experience

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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4308474/#R179

Childhood Adversity and Neural Development: Deprivation and Threat as Distinct Dimensions of Early Experience

McLaughlin, K. A., Sheridan, M. A., & Lambert, H. K. (2014). Childhood adversity and neural development: Deprivation and threat as distinct dimensions of early experience. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 47, 578–591.

 

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아동기의 역경을 박탈과 위협이라는 두 가지 범주로 나누어 각각이 신경발달에 미치는 고유한 영향을 확인하는 것이 필요하다는 주장입니다.

 

인간을 대상으로 하는 연구가 부족하기 때문에 동물 대상 연구의 함의를 통해 가설을 내놓습니다. 

 

1. 박탈에 관한 가설은 다음과 같습니다.

 

We predict that exposure to cognitive and social deprivation in children results in a) age-specific reductions in thickness and volume of association cortex, as measured in vivo using MRI, due in part to early or over-pruning of synaptic connections, lower numbers of synaptic connections, and reduced dendritic branching; and b) reduced performance on tasks that depend on these areas (e.g., complex cognitive tasks). We expect that reductions in cortical thickness should be most pronounced in regions of association cortex that are recruited for processing complex social and cognitive inputs, including prefrontal cortex (PFC), superior and inferior parietal cortex, and superior temporal cortex.

 

인간 연구를 살펴보면 아래 제시된 근거에서처럼, 보육원 같은 시설에서 자란 아이들에 관한 연구에서 가설을 지지하는 증거가 나오는 중인 것 같고요.

 

Several recent studies document associations between institutionalization and grey matter volume and thickness. In addition to being associated with global changes in cortical function (Chugani et al., 2001; Marshall et al., 2008; McLaughlin et al., 2010), institutionalization is associated with overall decreases in grey matter volume and thickness (McLaughlin et al., 2014; Mehta et al., 2009; Sheridan et al., 2012a), with the most pronounced reductions in areas of association cortex supporting complex cognitive and social processing including the PFC, superior and inferior parietal cortex, and superior temporal cortex (McLaughlin et al., in press).

 

하지만 이런 연구가 박탈과 위협을 분리해서 측정하지 않았기 때문에 둘 중 무엇 때문에 어떤 식으로 이런 결과가 야기되는지 알기 어렵다는 문제제기를 논문 안에서 지속적으로 하고 있습니다.

 

다만 방임과 학대를 직접적으로 비교한 한 연구에서 학대보다 방임에 노출된 아이들이 인지적 결손 위험이 높더라는 연구결과가 인상적입니다.

 

When neglect is directly compared to abuse, children exposed to neglect are at greater risk for cognitive deficits than children exposed to abuse (Hildyard & Wolfe, 2002) 

 

2. 위협에 관한 가설은 다음과 같습니다.

 

we predict that chronic threat exposure will result in stronger representations of conditioned fear than extinction memories, lowering recruitment of the vmPFC in multiple forms of emotional processing. Over time, this reduced vmPFC recruitment will lead to accelerated pruning, resulting in reduced vmPFC thickness, and poor vmPFC-amygdala coupling (i.e., low structural and functional connectivity between these regions).

 

동물을 대상으로 하는 연구에서의 결과는 아래와 같고요.

 

Specifically, early threat predicts, a) reduced dendritic length and arborization in the hippocampus in adulthood, b) dampened long-term potentiation in the hippocampus, d) poor performance on hippocampus-dependent learning and memory tasks, e) increased dendritic length in the amygdala; f) elevations in basal amygdala activity as well as amygdala response to novelty and stress, g) increased anxiety and depression-like behaviors mediated by amygdala over-activity; and h) deficits in the functional coupling of the mPFC with the hippocampus and amygdala, as evidenced by reduced synaptic transmission and poor recall of extinction learning.

 

인간을 대상으로 하는 연구는 거의 없다고 하는데 아동학대에 연관된 PTSD를 지닌 아동이 일반 아동에 비해 verbal declarative memory task에서 해마의 활성화가 적더라는 연구가 있고, 위협에 노출된 결과로서의 편도체 volume의 크기 차이가 아동에서 나타나지 않았다고 보고한 연구도 있네요.

 

For example, children with maltreatment-related PTSD symptoms exhibit less hippocampal activation during retrieval in a verbal declarative memory task than non-maltreated children (Carrion et al., 2010).

Differences in the volume of the amygdala as a function of threat exposure have generally not been found in children (De Bellis et al., 2001).

 

2019년에 같은 저자가 쓴 보다 빡빡한 리뷰 논문을 보면, 5년 동안 연구들이 좀 있었던 것 같아요.

 

https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-devpsych-121318-084950

Childhood Adversity and Neural Development: A Systematic Review

아동기에 지속적으로 위협에 노출되는 것이 줄어든 편도체 볼륨과 증가된 편도체 활성화 정도와 상관 있다는 결과가 눈에 띕니다.

 

또한 mPFC의 cortical thickness는 줄어들고, 편도체와 mPFC의 연결성은 혼재된 결과가 나타나네요.

 

해마 볼륨은 8편의 연구 중에서 5편은 감소하는 것으로 나타나고 있고 3편은 유의미한 차이가 없었던 것 같아요. 해마-PFC 연결성은 3편의 연구 중 2편에서 연결성이 증가했고 1편은 유의미한 차이가 없습니다.

 

아동기의 지속적인 위협 노출과 편도체-mPFC, 해마-PFC간의 연결성이 어떤 상관을 갖는지 각각 연구해 보면 의미가 있겠다는 생각이 들었고요. 편도체-mPFC는 연결성이 감소하고 해마-PFC는 증가해야 이론적으로 말이 되는 것 같은데, 각각 결과가 혼재되거나 이론적 배경과는 반대로 나타나는 이유도 좀 궁금하네요.

 

추후 연구 제안 부분을 읽으면서

 

아동기 박탈에 관한 연구도 부족하지만 위협에 관한 연구는 더 부족한 느낌으로 이 분야에 대한 연구가 중요한 것 같고, 박탈이나 위협에 노출된 timing과 duration의 차이에 따른 추후 인지적 발달 차이를 살피는 것도 중요함을 알게 됐습니다. 박탈과 위협이 각각 뇌에 어떤 영향을 미치고 그러한 뇌의 영향들이 어떻게 상호작용하여 어떤 결과를 야기하는지, 특히 어떤 정신병리를 야기하게 되는지 종단적으로 살피는 것이 궁극의 과제가 될 것 같고요.