兩篇Nature發布光遺傳學顛覆性發現
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，當恐懼記憶產生之后，檢索恐懼記憶的大腦回路會隨著時間推移發生改變。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 Quirk和Fabricio Do-Monte用溫和電擊訓練大鼠對一種聲音產生恐懼。一段時間之后，大鼠的恐懼行為并沒有變化，但大鼠回憶這一創傷事件的神經通路發生了改變。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，在條件性恐懼發生之后，立刻就會有一條從前額皮質（執行中樞）到杏仁核（恐懼中樞）的神經回路被激活。但幾天之后，檢索這段記憶的回路發生了改變：從前額皮質到丘腦的PVT（paraventricular）區域，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調恐懼的學習和表達。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（比如創傷后應激障礙PTSD）的人，往往會經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性的，但支持它們的神經通路實際上慢慢發生了改變，”Quirk解釋道。“這一發現將改變人們對PTSD的認識，PTSD患者通常在恐懼性事件發生幾個月甚至幾年之后才發病。”
冷泉港的Bo Li和Mario Penzo在小鼠中也發現了同樣的神經通路轉變，并對這一機制進行了深入分析。他們發現，PVT的神經元能對中央杏仁核區域儲存恐懼記憶的神經元起作用，調控恐懼記憶的加工。
研究顯示，PVT的這種活性來自于大腦的神經營養因子（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。
研究人員發現，PVT的BDNF作用于一個特殊的受體，激活儲存記憶的杏仁核神經元。將BDNF注入小鼠的中央杏仁核區域，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。
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