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PNAS:揭示调节和消除恐惧感的大脑神经回路

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来源:生物谷 2012-10-20 00:25

2012年10月20日 讯 /生物谷BIOON/ --你经历过恐惧症吗?或者经历过恐蜘蛛症吗?想象一下,一个巨大的蜘蛛站在医生办公室的门口,尽管你不会感觉到害怕和不安,但是你仍然会尖叫出来,为何克服恐惧症如此之难呢?消灭这种害怕的反应并不包括抹去害怕刺激物的记忆。近日刊登在国际杂志PNAS上的一篇研究报告指出,负责消除恐惧感的神经元大脑回路不同于恐惧效应重现的大脑回路。

2012年10月20日 讯 /生物谷BIOON/ --你经历过恐惧症吗?或者经历过恐蜘蛛症吗?想象一下,一个巨大的蜘蛛站在医生办公室的门口,尽管你不会感觉到害怕和不安,但是你仍然会尖叫出来,为何克服恐惧症如此之难呢?消灭这种害怕的反应并不包括抹去害怕刺激物的记忆。近日刊登在国际杂志PNAS上的一篇研究报告指出,负责消除恐惧感的神经元大脑回路不同于恐惧效应重现的大脑回路。相关研究由华沙国际分子细胞生物学研究所等机构研究者进行。

恐惧,是一种有机体对于刺激物表现出的较强的自发性反应,经历恐惧的动物在危险环境中往往更易存活下来,然而过度的恐惧会促使焦虑障碍,这将明显影响有机体的正常生活。人类和动物的焦虑症可以通过行为疗法得到有效治疗,这种行为疗法包括暴露于恐惧诱导物中或者在安全环境中暴露刺激物。刺激物的多重暴露会促使个体对其不反应从而来治疗疾病。

实际上,消除恐惧既不会永久也不会完全消除,焦虑症患者或许在医生的治疗室中停止对刺激物的反应,但是却有可能在环境中对刺激物产生恐惧感。

负责学习和消除恐惧的大脑结构在进化早期已经形成,因此研究者可以通过在动物模型中进行相应研究,比如小鼠。研究者表示,在小鼠模型的大脑中,一种特定的荧光蛋白可以在激活的神经元联会末端进行积累,积累的蛋白质可以在激活细胞中保持数小时,这就可以通过使用显微设备对小鼠遇到刺激物的反应进行观察。

遗传修饰小鼠表现出对压力刺激渴望的反应,表明其处于高水平或低水平的恐惧感之中,可以利用这样的思路来设计,确保荧光标记物仅仅在可以对恐惧感产生反应的细胞中积累。对动物脑部组织的显微成像技术发现了神经元两个核心亚群杏仁核的外侧核区域。

研究者Knapska说,我们研究前额皮质和杏仁核海马体之间的联系,当杏仁核处理情绪时,前两个大脑结构可以区分动物何时何地遭遇到的不同情况。当恐惧反应重现时,这种联系就被激活了,这不同于恐惧感被消除时联系的激活状态。

文章中,研究者开发出的方法可以用于指导药理学药剂的研究,这将更加精确地靶位个体恐惧感发生的神经网络。新型方法将使得激活神经元变得灵活可变,未来研究者计划用其获得相关的神经关联的知识,而不仅仅限于研究恐惧感。(生物谷Bioon.com)

编译自:Fear Really Resides in a Different Area of the Brain Than Its Inhibitory Mechanisms

Functional anatomy of neural circuits regulating fear and extinction

Ewelina Knapskaa,1, Matylda Maciasb,c, Marta Mikosza, Aleksandra Nowaka, Dorota Owczarekb, Marcin Wawrzyniakb, Marcelina Pieprzykc, Iwona A. Cymermanc, Tomasz Werkaa, Morgan Shengd,2, Stephen Marene, Jacek Jaworskic,1, and Leszek Kaczmarekb,1

The memory of fear extinction is context dependent: fear that is suppressed in one context readily renews in another. Understanding of the underlying neuronal circuits is, therefore, of considerable clinical relevance for anxiety disorders. Prefrontal cortical and hippocampal inputs to the amygdala have recently been shown to regulate the retrieval of fear memories, but the cellular organization of these projections remains unclear. By using anterograde tracing in a transgenic rat in which neurons express a dendritically-targeted PSD-95:Venus fusion protein under the control of a c-fos promoter, we found that, during the retrieval of extinction memory, the dominant input to active neurons in the lateral amygdala was from the infralimbic cortex, whereas the retrieval of fear memory was associated with greater hippocampal and prelimbic inputs. This pattern of retrieval-related afferent input was absent in the central nucleus of the amygdala. Our data show functional anatomy of neural circuits regulating fear and extinction, providing a framework for therapeutic manipulations of these circuits.

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