Nature文章: Inscopix揭示杏仁核中間神經元簇調節(jié)恐懼記憶的轉換

適應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感知到威脅的過度和持續(xù)反應，例如焦慮癥以及與“創(chuàng)傷和壓力源有關”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回路所介導，但這些回路之間相互作用的機制仍不明確。最近，一項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。
這項在小鼠上進行的新研究發(fā)現，大腦中有兩組腦細胞相互競爭，以促進創(chuàng)傷記憶的持續(xù)或消失。這些發(fā)現可以為人類健康疾病狀況提供重要的見解，如創(chuàng)傷后應激障礙(PTSD)，焦慮癥等，以及與之相關的問題，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：“隨著時間的推移，對一些人來說，經歷過創(chuàng)傷的痛苦會消退，因為創(chuàng)傷的記憶不再引起恐懼的反應。然而，對于其他經歷過創(chuàng)傷的人來說，恐懼的記憶會持續(xù)存在，并會對他們參與日常活動的能力產生負面影響。”即使一個人在沒有受到傷害的情況下反復遇到與創(chuàng)傷經歷相關的情況，這些可怕的記憶仍會繼續(xù)。目前的研究揭示了與創(chuàng)傷相關的恐懼記憶的持續(xù)和消失背后的特定神經環(huán)路。

安德魯·霍姆斯博士是NIAAA行為和基因組神經科學實驗室的主任，他帶領的科學家們研究了被稱為嵌套細胞或ITCs的神經元群，這些神經元群緊密地包裹在小鼠的杏仁核周圍。杏仁核位于哺乳動物大腦顳葉深處，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)境線索相關的恐懼記憶的形成和當同樣的線索預測沒有傷害時這些記憶的成功消失的基礎。

在一系列的自由行為顯微成像和神經生理學研究中，NIAAA的科學家與美國、瑞士和德國的研究人員合作，評估ITC的潛在作用，因為小鼠學會了將一個提示(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來消除這種聯(lián)系。
 

圖2  ITC集群的條件刺激響應從高恐懼狀態(tài)切換到低恐懼狀態(tài)

研究人員發(fā)現，兩種不同的ITC集群要么促進恐懼反應，要么促進提示/足底刺激關聯(lián)的消失。他們進一步研究發(fā)現，通過一個被稱為相互突觸抑制的過程，這些神經元群有效地相互競爭，以確定每個記憶的相對強度，從而確定動物表現出的防御行為水平。研究還表明，ITC集群與中腦和前額葉皮質中已知的恐懼調節(jié)區(qū)域有長期聯(lián)系。

“對創(chuàng)傷事件持續(xù)的令人不安的記憶是創(chuàng)傷后應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)現并確認了杏仁核內的一個神經環(huán)路，它協(xié)調整個大腦網絡的活動，對高恐懼狀態(tài)和低恐懼狀態(tài)之間的轉換能力產生強大的影響。”這一發(fā)現現在提出了有趣的問題，即大腦系統(tǒng)的功能障礙是否會導致創(chuàng)傷相關精神疾病風險的顯著個體差異。”

參考文獻:
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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