《自然-通讯》：恐惧的“拉锯战”，看杏仁核如何搅局

原创 Stephane Ciocchi 神经现实 收录于话题#深度 | Deep-diving226#神经科学21

恐惧是一种重要的反应，它警告并保护我们远离危险。但当恐惧反应失去控制时，它可能会导致持续的恐惧以及焦虑症。在欧洲，约有15%的人口患有焦虑症。由于缺乏对这些疾病详细的神经生物学了解，现有的治疗方法大部分没有特异性，或者普遍并不有效。

迄今为止已知的是，不同的神经细胞相互作用，通过促进或抑制来共同调节恐惧反应。不同的神经细胞环路参与了这个过程，并进行了一场“拉锯战”（tug-of-war）：一个大脑环路“获胜”，压倒另一环路。如果这个系统受到扰乱——例如，恐惧反应不再受到抑制——就可能会导致焦虑症。

最近的研究表明，杏仁核（amygdala）中的某些神经元群对调节恐惧反应起到至关重要的作用。杏仁核是位于大脑中心，呈小杏仁状的大脑结构。它接收有关恐惧刺激的信息并将其传递至大脑其他区域以产生恐惧反应。这使我们的身体释放应激激素，改变我们的心率或触发“战斗-逃跑-冻结反应”*。

*译者注

战斗-逃跑-冻结反应（fight—flight-freeze response）是你身体对危险的自然反应。这是一种压力反应，可以帮助你对感知到的威胁做出反应（比如面对迎面而来的汽车）。其中战或逃是一种主动的防御反应。当你战或逃的时候，你的心率变得更快，增加了流向主要肌肉的氧气。同时疼痛感减弱、听觉变敏锐。这些变化可以帮助你适当而迅速地采取行动。冻结反应是战或逃的暂停，你进一步准备保护自己。它也被称为反应性静止或注意性静止。它涉及类似的生理变化，但相反，你完全保持静止，并为下一步做好准备。

近来，来自伯尔尼大学的史蒂芬·乔基（Stephane Ciocchi）和来自瑞士巴塞尔弗雷德里希·米歇尔研究所（Friedrich Miescher Institute）的安德里亚斯·吕蒂（Andreas Luthi）带领的研究小组在《自然-通讯》期刊上发表论文，他们报告了杏仁核在这些过程中发挥的作用比之前想象的要重要得多——中央杏仁核不仅是产生恐惧反应的“枢纽”，它还包括调节抑制恐惧反应的神经微环路。

文献：Whittle, N., Fadok, J., MacPherson, K.P. et al. Central amygdala micro-circuits mediate fear extinction. Nat Commun 12, 4156 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-24068-x

这项研究得到了伯尔尼大学、瑞士国家科学基金会（Swiss National Science Foundation）和欧洲科学研究委员会（European Research Council，ERC）的资助。

在动物模型中，已经有证据表明抑制这些微环路会导致长期的恐惧行为；而当这些微环路被激活时，尽管之前有恐惧反应，行为还是会恢复正常。这表明了中央杏仁核内的神经元有高适应性，并且对于抑制恐惧是必不可少的。

“受扰的”抑制导致长期的恐惧

史蒂芬·乔基和安德里亚斯·吕蒂带领的小组研究了小鼠在抑制恐惧反应时中央杏仁核的神经元活动，并且确定了影响动物行为的不同细胞类型。

小鼠杏仁核的细分。研究的细胞类型位于中央杏仁核（红色的部分）。

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Rob Hurt

在这项新研究中，研究者采用了多种研究方法，其中包括一种被称为光遗传学（optogenetics）的技术，他们可以用光脉冲精确地关闭中央杏仁核内产生特定生物酶的神经元群体的活动，这削弱了对恐惧反应的抑制，于是动物变得极度恐惧。

*译者注

光遗传学是一项利用光学和遗传学的生物技术，首先对细胞进行基因改造使其表达光敏感通道蛋白，然后可以采用光刺激来实现对细胞反应的激活/抑制，这种干预手段在时间和空间上都能达到极高的分辨率。

“令我们惊讶的是，施加给中央杏仁核特定细胞类型的定向干预对恐惧反应的影响是如此强烈”，乔基（伯尔尼大学生理学研究所的助理教授）说，“光遗传学技术对特定神经元的抑制完全消除了对恐惧的抑制，并引发了一种病理性恐惧的状态。”

对开发更有效治疗方法的重要性

在人类中，中央杏仁核的神经环路功能障碍，可能促成焦虑和创伤相关疾病患者报告的恐惧记忆的抑制功能受损。对这些过程更好的理解将有助于为这些疾病开发更具体的治疗方法。

“然而，这些在简单动物模型中获得的发现是否可以推断到人类的焦虑症上，还需要进一步的研究。”乔基补充说。

伯尔尼大学生理研究所系统神经科学组

神经元的多样性是大脑皮层网络的一个标志。在海马脑区，不同类型的神经细胞通过选择性突触联系和神经活动模式相互作用。

研究者探究了不同形式的情绪和认知行为是如何在腹侧海马CA1脑区的复杂神经回路中出现的（这一脑区对特定情境的情绪记忆、焦虑和目标导向的行动起着重要作用）。研究者假设，不同的行为程序是通过选择性激活腹侧海马CA1脑区的微神经环路和大规模神经环路来实现的。为了确定这些环路，研究者对腹侧CA1的GABA能中间神经元和投射神经元进行单细胞记录，再结合选择性光遗传策略、细胞类型特异性病毒示踪法以及啮齿类动物行为模式的研究方法。这些方法能帮助研究者探究大脑的高级皮层在学习与记忆中如何进行基本的神经计算。

通讯作者：Stephane Ciocchi | 封面：Andreas Preis

译者：毛豆 | 校对：Bulbasaur

编辑：Orange Soda | 排版：光影

原文：

https://neurosciencenews.com/amygdala-fear-regulation-18936/

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