Nature文章: Inscopix揭示杏仁核中間神經(jīng)元簇調(diào)節(jié)恐懼記憶的轉(zhuǎn)換
瀏覽次數(shù):1781 發(fā)布日期:2022-5-24
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適應(yīng)性行為是形成恐懼記憶所必需的,但這些記憶也可以被清除。有效的清除記憶可以防止對(duì)感知到威脅的過度和持續(xù)反應(yīng),例如焦慮癥以及與“創(chuàng)傷和壓力源有關(guān)”的疾病。然而,盡管有研究表明恐懼記憶形成和清除是由不同的神經(jīng)回路所介導(dǎo),但這些回路之間相互作用的機(jī)制仍不明確。最近,一項(xiàng)新研究由美國國立衛(wèi)生研究院下屬的國家酒精濫用和酒精中毒研究所(NIAAA)的科學(xué)家通過使用
Inscopix自由行為顯微鈣成像系統(tǒng)觀察杏仁核及其周圍區(qū)域的神經(jīng)元而完成,該研究成果“Intercalated amygdala clusters orchestrate a switch in fear state “發(fā)表在《Nature(自然)》雜志上。
圖1 使用Inscopix自由行為顯微鈣成像系統(tǒng)觀察杏仁核及其周圍區(qū)域的神經(jīng)元
這項(xiàng)在小鼠上進(jìn)行的新研究發(fā)現(xiàn),
大腦中有兩組腦細(xì)胞相互競(jìng)爭,以促進(jìn)創(chuàng)傷記憶的持續(xù)或消失。這些發(fā)現(xiàn)可以為人類健康疾病狀況提供重要的見解,如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD),焦慮癥等,以及與之相關(guān)的問題,如酒精使用障礙(AUD),這些問題可以由創(chuàng)傷記憶的持續(xù)而引起。
NIAAA主任喬治·科布博士說:“隨著時(shí)間的推移,對(duì)一些人來說,經(jīng)歷過創(chuàng)傷的痛苦會(huì)消退,因?yàn)閯?chuàng)傷的記憶不再引起恐懼的反應(yīng)。然而,對(duì)于其他經(jīng)歷過創(chuàng)傷的人來說,恐懼的記憶會(huì)持續(xù)存在,并會(huì)對(duì)他們參與日;顒(dòng)的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。”即使一個(gè)人在沒有受到傷害的情況下反復(fù)遇到與創(chuàng)傷經(jīng)歷相關(guān)的情況,這些可怕的記憶仍會(huì)繼續(xù)。目前的研究揭示了與創(chuàng)傷相關(guān)的恐懼記憶的持續(xù)和消失背后的特定神經(jīng)環(huán)路。
安德魯·霍姆斯博士是NIAAA行為和基因組神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主任,他帶領(lǐng)的科學(xué)家們研究了被稱為嵌套細(xì)胞或ITCs的神經(jīng)元群,這些神經(jīng)元群緊密地包裹在小鼠的杏仁核周圍。杏仁核位于哺乳動(dòng)物大腦顳葉深處,是眾所周知的處理情緒的中樞。因此,它很可能是大腦系統(tǒng)中與某些環(huán)境線索相關(guān)的恐懼記憶的形成和當(dāng)同樣的線索預(yù)測(cè)沒有傷害時(shí)這些記憶的成功消失的基礎(chǔ)。
在一系列的自由行為顯微成像和神經(jīng)生理學(xué)研究中,NIAAA的科學(xué)家與美國、瑞士和德國的研究人員合作,評(píng)估ITC的潛在作用,因?yàn)樾∈髮W(xué)會(huì)了將一個(gè)提示(例如,一種聲音)與足底刺激(一種引發(fā)恐懼的事件)聯(lián)系起來,然后通過不再將提示與足底刺激配對(duì)來消除這種聯(lián)系。
圖2 ITC集群的條件刺激響應(yīng)從高恐懼狀態(tài)切換到低恐懼狀態(tài)
研究人員發(fā)現(xiàn),兩種不同的ITC集群要么促進(jìn)恐懼反應(yīng),要么促進(jìn)提示/足底刺激關(guān)聯(lián)的消失。他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),通過一個(gè)被稱為相互突觸抑制的過程,這些神經(jīng)元群有效地相互競(jìng)爭,以確定每個(gè)記憶的相對(duì)強(qiáng)度,從而確定動(dòng)物表現(xiàn)出的防御行為水平。研究還表明,ITC集群與中腦和前額葉皮質(zhì)中已知的恐懼調(diào)節(jié)區(qū)域有長期聯(lián)系。
“對(duì)創(chuàng)傷事件持續(xù)的令人不安的記憶是創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙和一些焦慮癥的特征之一,”霍姆斯博士說。“我們的發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了杏仁核內(nèi)的一個(gè)神經(jīng)環(huán)路,它協(xié)調(diào)整個(gè)大腦網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng),對(duì)高恐懼狀態(tài)和低恐懼狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換能力產(chǎn)生強(qiáng)大的影響。”這一發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在提出了有趣的問題,即大腦系統(tǒng)的功能障礙是否會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)傷相關(guān)精神疾病風(fēng)險(xiǎn)的顯著個(gè)體差異。”
參考文獻(xiàn):
KM Hagihara, O Bukalo, M Zeller, A Aksoy-Aksel, N Karalis, A Limoges, T Rigg, T Campbell, A Mendez, C Weinholtz, M Mahn, LS Zweifel, RD Palmiter, I Ehrlich, A Lüthi & A Holmes. Intercalated amygdala clusters orchestrate a switch in fear state. Nature. Published online May 26, 2021. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03593-1
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動(dòng)物行為學(xué)平臺(tái):
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神經(jīng)電生理:
1.NeuroNexus神經(jīng)電極
2.多通道電生理信號(hào)采集系統(tǒng)
3.膜片鉗系統(tǒng)
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