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兩篇Nature發(fā)布光遺傳學顛覆性發(fā)現(xiàn)

日期:2015-01-21 08:46:29

 科學家們一直在嘗試理解人類的記憶,光遺傳學技術為他們提供了前所未有的便利工具,讓他們能夠特異性控制大腦回路的開和關。

 

最近Nature雜志上同時發(fā)表了兩項光遺傳學研究,顛覆了人們對恐懼記憶的認識。研究顯示,當恐懼記憶產(chǎn)生之后,檢索恐懼記憶的大腦回路會隨著時間推移發(fā)生改變。也就是說,回憶舊記憶的大腦通路與回憶新鮮恐懼記憶不同。

 

波多黎各大學的Gregory QuirkFabricio Do-Monte用溫和電擊訓練大鼠對一種聲音產(chǎn)生恐懼。一段時間之后,大鼠的恐懼行為并沒有變化,但大鼠回憶這一創(chuàng)傷事件的神經(jīng)通路發(fā)生了改變。研究人員認為,這種改變可能是為了強化這段記憶。

 

研究顯示,在條件性恐懼發(fā)生之后,立刻就會有一條從前額皮質(zhì)(執(zhí)行中樞)到杏仁核(恐懼中樞)的神經(jīng)回路被激活。但幾天之后,檢索這段記憶的回路發(fā)生了改變:從前額皮質(zhì)到丘腦的PVTparaventricular)區(qū)域,然后從PVT到杏仁核的另一個部分。杏仁核的這個部分主要是協(xié)調(diào)恐懼的學習和表達。研究人員指出,PVT能將恐懼與其他適應性應答(比如壓力應答)整合起來,對恐懼記憶進行強化。

 

患有焦慮癥(比如創(chuàng)傷后應激障礙PTSD)的人,往往會經(jīng)歷長時間的高度恐懼,這類疾病可能與恐懼記憶的檢索回路被破壞有關。

 

“盡管我們的記憶是持續(xù)性的,但支持它們的神經(jīng)通路實際上慢慢發(fā)生了改變,”Quirk解釋道。“這一發(fā)現(xiàn)將改變?nèi)藗儗?/span>PTSD的認識,PTSD患者通常在恐懼性事件發(fā)生幾個月甚至幾年之后才發(fā)病。”

 

冷泉港的Bo LiMario Penzo在小鼠中也發(fā)現(xiàn)了同樣的神經(jīng)通路轉變,并對這一機制進行了深入分析。他們發(fā)現(xiàn),PVT的神經(jīng)元能對中央杏仁核區(qū)域儲存恐懼記憶的神經(jīng)元起作用,調(diào)控恐懼記憶的加工。

 

研究顯示,PVT的這種活性來自于大腦的神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)。BDNF被認為涉及了情緒障礙和焦慮癥,舉例來說,BDNF表達水平的改變與PTSD有關。

 

研究人員發(fā)現(xiàn),PVTBDNF作用于一個特殊的受體,激活儲存記憶的杏仁核神經(jīng)元。將BDNF注入小鼠的中央杏仁核區(qū)域,會使小鼠嚇呆。這說明BDNF不僅促使恐懼記憶形成,還參與了恐懼反應的表達。