2016年09月09日訊 在漫長的生物進化過程中,恐懼反應可使得生物體有效規避危險。尤其是恐懼記憶的形成,讓我們將危險與特定信號關聯在一起,從而能提前做好準備。另一方面,當危險不復存在時,生物體便不再需要對上述特定信號做出反應,否則將會浪費精力。這時,恐懼記憶的消除機制便需要發揮作用。
長期以來,大腦邊緣系統中的杏仁核及其關聯通路被認為主要介導了恐懼反應,而杏仁核與邊緣前額葉皮層間的連接通路則對這其中的恐懼記憶消除發揮關鍵作用。然而,至于杏仁核之外的大腦區域是否也有參與恐懼反應,人們至今知之甚少。
近日,北京生命科學研究所(NIBS)資深研究員羅敏敏博士所帶領的研究團隊在該領域取得重大突破。他們發現了連接上丘腦和中腦的韁核腳間束在恐懼記憶消除中的重要角色,揭示了實現這一過程的關鍵神經元、受體和神經遞質。這一成果發表于近期的《Cell》雜志上。
選擇性滅活內側韁核(MHb)內的膽堿能神經元,并沒有明顯影響恐懼記憶形成。測試方法為,一段持續20秒的聲音刺激后,對小鼠進行足底電擊。如果小鼠對電擊以及之前的聲音形成恐懼記憶便會在再次聽到這一聲音時表現出僵直行為,即恐懼記憶表達。
而當多次20秒聲音刺激之后不再配以足底電擊時,正常的小鼠便會不再對聲音恐懼而做出僵直行為,這時便出現了恐懼記憶消除。研究人員發現,MHb內的膽堿能神經元對恐懼記憶消除是必需的,且激活這些神經元本身便足以達到恐懼記憶消除的效果,而γ-氨基丁酸-B(GABAB)受體的活化在這其中發揮了關鍵作用。
這里的GABAB受體可非同尋常。我們知道,神經元中的GABA受體通常是抑制性的。當被GABA或其類似物巴氯芬(baclofen)激活后,突觸前的GABAB受體會削弱位于其下游腳間神經元上的興奮性突觸后電流(EPSC)。相反,這些MHb中的膽堿能神經元在被激活后,會促進興奮性突觸遞質谷氨酸、乙酰膽堿和神經激肽B的釋放,后者會立即結合突觸后腳間神經元上的相應受體,使得EPSC的幅度增加了10倍以上!同時,腳間神經元上動作電位的發生頻率也顯著增加。
于是,GABAB受體在這里搖身一變,成了興奮性受體。研究人員發現,活化了的GABAB受體會激活由的R-型電壓門控性Cav2.3鈣通道,使得鈣離子大量內流,進而引起興奮性神經突觸遞質的釋放,而上述遞質釋放本身便足以達到恐懼記憶消除的結果。當MHb膽堿能神經元中的磷酸二酯酶2A(PDE2A)被抑制后,可被該酶分解的環磷酸腺苷(cAMP)則會上升,從而引起興奮性突觸遞質的釋放,并實現恐懼記憶消除。
這一重要發現為恐懼相關精神病癥的治療提供了新思路。它提示了肌肉松弛劑藥物巴氯芬對于恐懼緩解的作用,并揭示通過調控特定興奮性突觸遞質以消除恐懼反應的潛在思路。
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