大脑如何收集威胁线索并将其转化为恐惧

该研究于 2022 年 8 月 16 日发表在《细胞报告》上，可能会为与恐惧相关的疾病(例如创伤后应激障碍 (PTSD) 或自闭症、偏头痛和纤维肌痛等过敏性疾病)带来新的疗法。

“我们发现的大脑通路就像一个中央警报系统，”资深作者、索尔克克莱顿基金会肽生物学实验室助理教授 Sung Han 说。“我们很高兴地发现 CGRP 神经元被所有五种感官(视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉)的负面感觉线索激活。识别新的威胁途径为治疗与恐惧相关的疾病提供了见解。”

大多数外部威胁都涉及多感官线索，例如野火的热量、烟雾和气味。先前的研究表明，不同的通路独立地将声音、视觉和触觉威胁线索传递到多个大脑区域。整合所有这些线索的单一途径将有利于生存，但没有人发现过这样的途径。

先前的研究还表明，杏仁核会引发行为反应并形成对环境和情绪刺激的恐惧记忆，它会接收来自它会从充满与厌恶相关的化学物质、神经肽 CGRP(降钙素基因相关肽)的大脑区域接收大量输入。

“基于这两个研究池，我们提出 CGRP 神经元，特别是在丘脑和脑干的亚区域中发现，将多感觉威胁信息传递给杏仁核，”共同第一作者，汉实验室的研究生 Shijia Liu 说.“这些电路既可以产生适当的行为反应，又可以帮助形成对威胁线索的厌恶记忆。”

该团队进行了几次实验来检验他们的假设。他们使用单细胞钙成像记录了 CGRP 神经元活动，同时向小鼠展示了多感官威胁线索，使研究人员能够确定哪种感觉模式涉及哪些神经元组。他们使用不同颜色的荧光蛋白确定了信号离开丘脑和脑干后的路径。他们还进行了行为测试来衡量记忆力和恐惧感。

总之，他们的研究结果表明，两个不同的 CGRP 神经元群——一个在丘脑，一个在脑干——投射到杏仁核的不重叠区域，形成两个不同的回路。这两个种群都通过与本地大脑网络交流来编码具有威胁性的景象、声音、气味、味道和触觉。最后，他们发现这两个回路都是形成厌恶记忆所必需的——那种告诉你“远离”的记忆。

“虽然在这项研究中使用了小鼠，但相同的大脑区域在人类中也大量表达 CGRP，”先锋基金发展主席持有人韩说。“这表明这里报告的电路也可能与威胁感知相关的精神疾病有关。”

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