《Brain Research Bulletin》：Juvenile soft-diet feeding disrupts cerebellar timing and impairs balance in mice
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幼年期软食喂养与小鼠运动协调和平衡能力受损相关。软食喂养降低了小脑蚓部VI–VII小叶浦肯野细胞（Purkinje cell）的同步性。早期口腔感觉运动经验减少后，高同步事件（high-synchrony events）被选择性降低。对浦肯野细胞进行光遗传学刺
幼年期软食喂养与小鼠运动协调和平衡能力受损相关。软食喂养降低了小脑蚓部VI–VII小叶浦肯野细胞（Purkinje cell）的同步性。早期口腔感觉运动经验减少后，高同步事件（high-synchrony events）被选择性降低。对浦肯野细胞进行光遗传学刺激可挽救运动缺陷。
早期生活经验塑造大脑结构。在发育过程中，模式化的感觉和运动活动优化神经回路结构、稳定有效连接，并校准协调行为所需的时间关系。与进食相关的口腔行为是此类重复性感觉运动经验之一。硬食喂养需要重复的下颌运动，并提供来自口面部系统的本体感觉、触觉和机械感觉输入。相反，软食喂养降低了进食的机械需求，因此被广泛用作改变咀嚼和口腔感觉运动经验的实验手段。软食喂养与认知和行为改变（Chen et al., 2015; Fukushima-Nakayama et al., 2017; Misawa-Omori et al., 2023; Teixeira et al., 2014; Yamamoto and Hirayama, 2001）及海马和皮层等区域的结构改变相关（Fukushima-Nakayama et al., 2017; Stangl and Thuret, 2009; Yamamoto and Hirayama, 2001）。这些发现支持口腔感觉运动经验能够影响口颌系统以外的神经系统的观点。然而，以往大部分研究集中于认知和结构结果，关于口腔感觉运动需求减少如何影响直接支持运动控制的回路水平动态，目前知之甚少。
小脑是此类关联的一个有力候选底物。来自咀嚼的感觉输入通过三叉神经通路中继至包括小脑在内的多个脑区（Apps and Garwicz, 2005; Wu et al., 2023）。人类影像和生理研究也表明咀嚼及相关口面部运动行为期间小脑被激活（Falardeau et al., 2023; Lee et al., 2025; Lin, 2018）。除产生和协调运动外，小脑还支持姿势、平衡和多关节控制，这些领域在发育过程中很可能对持续感觉运动输入的变化敏感（Apps and Garwicz, 2005; Buckner, 2013; De Zeeuw and Ten Brinke, 2015; Hoogland et al., 2015; Ito, 2008）。这些功能不仅依赖于小脑神经元的平均放电率，还依赖于浦肯野细胞群体活动的时间协调。同步的浦肯野细胞活动可以塑造小脑深部核团输出的时序并影响协调运动（Person and Raman, 2012; Sedaghat-Nejad et al., 2022）。因此，小脑群体时序提供了一个候选回路水平变量，可能对口腔感觉运动经验的变化敏感。
断乳后幼年期为检验这一可能性提供了有用的时间窗口。尽管小脑发育中的许多解剖和回路水平事件发生在胚胎期和出生后早期，但浦肯野细胞放电特性和小脑依赖行为在出生后时期继续成熟（Arancillo et al., 2015; Leto et al., 2016; Van Der Heijden et al., 2021）。在断乳前后，进食行为从吸吮转向咀嚼，食物质地给口面部系统施加不同的机械和感觉需求：硬食咀嚼比软食咀嚼需要更大的下颌运动和咬肌活动，而软食喂养的小鼠以较低的功能水平获得咀嚼功能（Fujishita et al., 2015; Hichijo et al., 2014; Spassov et al., 2017）。因此，断乳后改变食物质地提供了一种易处理的操纵手段，可用于探究该时期口腔感觉运动经验的量是否以及以何种方式与小脑回路功能和并非咀嚼本身的运动行为相关。
在本研究中，研究人员检验了断乳后幼年期软食喂养是否与小鼠小脑群体活动及咀嚼以外的运动行为改变相关。小鼠分别从3至6周龄或6至9周龄暴露于软食。研究人员评估了非咀嚼性运动协调和平衡能力，记录了VI–VII小叶浦肯野细胞树突钙活动（作为小脑的采样而非全面读出），并检验了固定频率的浦肯野细胞激活能否改善行为表现。3至6周龄的软食喂养与转棒表现受损、游泳姿势平衡变差以及浦肯野细胞树突钙瞬变同步性降低相关。较晚的软食暴露产生较轻微的神经行为效应，且在同一区域未检测到同步性丧失。浦肯野细胞激活改善了幼年软食喂养小鼠的运动表现。这些发现表明，幼年断乳后期间口腔感觉运动需求减少与小脑群体时序改变及平衡相关运动控制受损相关。
研究方法：研究人员使用3周龄和6周龄ICR雄性小鼠，分为标准颗粒饲料对照组与软食（同配方粉状饲料）组，喂养3周后进行行为学测试。行为学评估包括加速转棒、窄梁行走、足迹分析、旷场、社交互动和强迫游泳实验。采用一光子钙成像（one-photon calcium imaging）记录清醒头部固定小鼠小脑蚓部VI–VII小叶浦肯野细胞树突的jGCaMP7f钙信号，通过Suite2p流水线和自定义MATLAB程序分析群体同步性。光遗传学实验采用L7-6启动子驱动tTA/TRE-rsChRmine-oScarlet系统，通过无线光遗传装置施加590 nm固定频率光刺激，以检验浦肯野细胞激活能否挽救运动和平衡缺陷。主要结果如下：
**3.1 幼年软食喂养与转棒表现受损及游泳姿势平衡障碍相关**：通过转棒和游泳姿势分析发现，3–6周软食组小鼠的转棒掉落潜伏期显著低于对照组（P < 0.05），游泳时头部-躯干角度显著增大（P < 0.001）；6–9周软食组在转棒上无显著差异（P = 0.109），游泳姿势亦无明显改变。足迹分析显示3–6周软食组前肢和后肢的步幅长度均显著缩短（P < 0.05）；6–9周软食组前肢步幅缩短（P < 0.05）。窄梁行走中，3–6周软食组脚步滑脱次数减少（P < 0.001），而6–9周软食组穿越时间延长（P < 0.05），提示采用谨慎或减缓的运动策略以维持稳定。两组体重增长曲线在各时间窗内均无显著差异。
**3.2 后期时间窗软食喂养选择性地改变应对行为而不影响基础运动或社交能力**：旷场和社交互动测试中，两个时间窗的软食组均显示正常的运动活性和焦虑水平以及正常的社交偏好。强迫游泳测试呈现发育时间窗依赖性效应：6–9周软食组挣扎时间增加、游泳时间减少（P < 0.05），而3–6周软食组无此变化。双因素方差分析显示饮食与发育时间窗之间存在显著交互作用（P < 0.05）。
**3.3 幼年软食喂养降低浦肯野细胞活动同步性**：一光子钙成像记录显示，3–6周软食组小脑VI–VII小叶浦肯野细胞群体的平均相关系数显著低于对照组（P < 0.05），且高同步事件（阈值>0.3）的频率显著降低（P < 0.05），累计概率分布曲线明显左移（P < 0.001）。然而，单事件水平上钙瞬变的幅度、频率、持续时间及面积均无显著差异（P > 0.05）。6–9周软食组在群体同步性、高同步事件频率及单事件钙瞬变属性上均与对照组无显著差异。较短时程（3–4.5周）的软食暴露不足以引起可检测的表型变化。
**3.4 浦肯野细胞激活恢复同步性、运动协调与平衡能力**：对3–6周软食小鼠进行1 Hz固定频率光遗传学激活后，浦肯野细胞群体同步性显著上调（P < 0.05），单钙瞬变属性不受影响。在行为层面，光遗传刺激显著改善了软食组小鼠的转棒表现（P > 0.05 vs. 对照组及刺激组），且在刺激结束后一天仍持续改善；同时恢复了游泳姿势平衡（P < 0.05）。
讨论部分总结如下：软食喂养范式可减少咀嚼的机械需求，从而降低模式化的三叉神经传入驱动及相关本体感觉输入；同配方等热量饮食和地面喂食控制了营养和环境差异，体重增益的等效性进一步排除营养解释。该研究将小脑VI–VII小叶浦肯野细胞群体同步性确定为一个特异的计算变量，将早期口腔感觉运动经验与平衡和协调缺陷联系起来。研究局限性包括：未直接测量简单/复杂峰电位同步性，光遗传刺激期间未监测内源同步模式的恢复，记录区域限于蚓部VI–VII小叶。结论部分的核心翻译为：先前的工作证实发育期口腔感觉运动需求减少可产生持久的行为和脑改变，但未能确定连接口腔感觉运动经验与特定行为输出的回路计算机制。本研究通过确定VI–VII小叶浦肯野细胞群体同步性作为基于时序的机制，填补了这一空白，解释了平衡和协调缺陷，并证明增强群体协调足以恢复运动表现。这支持一个更广泛的原则：日常感觉运动经验为回路时序的成熟提供指导性信号，并对协调行为产生持久影响。
