恐惧对于生存非常有用,但也能够控制它。害怕陌生的人是明智的,尤其是当它类似于已知的威胁时。但是,一旦您意识到躺在门旁的东西实际上只是一个排除草稿,而不是网状python,您就可以安全地设置旁边科学家刚刚发现大脑如何帮助我们做到这一点,这是第一次揭开小鼠的脑电路,可以超越本能的恐惧。
“我们想了解特定的大脑区域,腹外侧遗传核(VLGN)是否可以在学习克服恐惧反应方面发挥作用,”Sonja Hofer教授和Sara Mederos博士,这项新研究的主要作者告诉Iflscience。 “我们实验室的先前发现表明,VLGN可以强烈调节本能的恐惧反应,并建议其活动跟踪威胁的先验知识。这使我们研究了VLGN是否参与了对恐惧的抑制以及这种学习的发生。”
该团队来自伦敦大学学院的塞恩斯伯里·威尔康中心(Sainsbury Wellcome Center),设计了一个实验,以测试老鼠的逃生行为。
很少能深入了解大脑功能。
Sonja Hofer教授和Sara Mederos博士
面对威胁性的视觉刺激时,老鼠将本能地逃离庇护所。在这个实验中,表现出向他们投射的扩大黑点,代表着迫在眉睫的威胁 - 但至关重要的是,他们无法逃脱。随着时间的流逝,他们了解到刺激没有构成真正的威胁,而停止了试图逃离。
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老鼠的本能反应与已经学会抑制这种恐惧的老鼠的本能。
图像由塞恩斯伯里·惠康中心(Sainsbury Wellcome Center)提供
使用各种不同的方法,包括光遗传学来沉默特定的大脑区域,在细胞内部的活性中,团队能够确定视觉皮层中的一组大脑区域称为后外侧较高的视觉区域(PLHVA)对于初始学习阶段至关重要。但是,一旦老鼠学会了抑制对刺激的本能恐惧,这种记忆似乎存储在VLGN中。
“这项研究的一件非常令人兴奋的事情是,许多不同方法的结合使我们能够描述大脑如何学习恐惧的详细机制,从大脑区域和神经途径一直到必要的神经元,突触连接,以及突触连接和分子塑性机制,”霍弗和梅德罗斯说。 “很少能深入了解大脑功能。”
“我们的研究中还有两个关键发现,我们发现特别令人兴奋。首先,我们发现,大脑皮层中较高的视觉区域在指导威胁的学习过程中起着至关重要的作用,从而抑制了恐惧,但是一旦发生学习,就不再需要这个大脑区域。这导致了我们的第二个关键发现:这种学习形式和相关的记忆依赖于皮层电路。这是令人惊讶的,因为在新皮层和海马中进行了广泛的研究,但在皮层下回路中进行了广泛研究。”
尽管这项研究的重点是小鼠,但小组认为,人类大脑也有类似的事情发生,因为我们的大脑通路也存在。
“因此,我们的发现有可能对治疗有影响和,恐惧反应变得夸张和适应不良。”霍弗和梅德罗斯说。他们告诉我们,估计这些疾病会影响全球超过3亿人。
“通过识别恐惧抑制涉及的关键大脑区域,我们强调了治疗干预措施的潜在靶标,例如深脑刺激(DBS),聚焦超声或针对内源性大麻素受体的药理方法。”
基本研究是关于扩大我们所知道的,这对于科学和医学中的任何真正进步至关重要。
Sonja Hofer教授和Sara Mederos博士
看到这些发现中有哪些潜在的临床应用将令人兴奋。但是对于Hofer和Mederos而言,这项研究的重要性也在于这样一个事实,即它的目的不一定是为特定疾病确定特定的治疗方法,而只是向我们提供更多有关大脑如何工作的信息。
“即使没有立即与临床应用有关,揭示了驱动行为的核心机制对于科学和医学的进步至关重要。塑造现代疗法的许多突破来自基础研究,最初没有明确的实际目标。”他们告诉我们。
“这种基本的理解最终可以帮助我们认识到这些过程何时无法正常工作,从而导致新的思考脑部疾病以及如何治疗它们。基本研究是关于扩展我们所知道的,这对于科学和医学中的任何真正进步至关重要。”
该研究发表在杂志上科学。