学习和释放恐惧：去甲肾上腺素的两面

• 学习和释放恐惧：去甲肾上腺素的两面
  
  
  

   

  （左）蓝斑的冠状切面，不同的细胞群标记有来自杏仁核或内侧前额叶皮层的不同颜色的逆行示踪剂。（右）原理图。绿色标记的细胞投射到杏仁核，是恐惧学习所必需的。紫色标记的细胞投射到前额叶皮层（PFC），是灭绝学习所必需的。图片来源：RIKEN

  情绪学习可以创造强烈的记忆和强大的情绪反应，但灵活的行为要求这些反应在不再适合时被抑制。日本RIKEN脑科学研究所的科学家发现情绪和灵活的学习依赖于大脑中的重要分工。该研究发表在“ 自然神经科学 ”杂志上，研究表明这些不同的学习状态需要不同的神经元群，这些神经元起源于大脑的蓝斑，并使用去甲肾上腺素传递信号。

  去甲肾上腺素是一种激素和神经递质，让我们的身体和精神准备好行动。在体内，这包括交感神经系统的功能，如增加心率，血压和肌肉的血流量。在大脑中，去甲肾上腺素有助于我们保持警觉并集中注意力，但对于情绪学习也很重要，特别是当它与恐惧和焦虑有关时。尽管科学家们一直认为蓝斑中的所有去甲肾上腺素能神经元都通过一个单一的同质细胞群向大脑的其他部分传递相同的信号，但在RIKEN的研究小组中却没有这些信号。

  正如团队领导人Joshua Johansen所解释的那样，“蓝斑在许多行为中起作用，包括情绪学习，认知和行为灵活性。我们想知道一个同质系统如何调节这些看似相反的行为方面。令人惊讶的是，答案是系统不是同质“。

  该团队通过检查两种类型的学习达成了这一结论。首先是恐惧学习，其中动物学会将声音与恐惧事件联系起来。已知这种类型的学习涉及大脑中称为杏仁核的一部分去甲肾上腺素的增加。第二种是恐惧学习的消失，其中声音和事件之间的关联是通过重复声音而没有可怕的事件而没有学习的。这种类型的灵活学习涉及在称为内侧前额叶皮质的大脑的一部分中增加去甲肾上腺素。

  实验表明，在恐惧学习期间，大多数去甲肾上腺素能神经元被激烈的厌恶情绪激活。然而，随着恐惧反应在灭绝期间发生变化，当恐惧反应仍然很高时，一组蓝斑神经元在学习早期就很活跃，而另一组开始响应，因为这种关联没有被学习，情绪反应受到抑制。

  进一步的实验表明，在恐惧状态下活跃的去甲肾上腺素能细胞群向杏仁核发出预测，而在灭绝期间活跃的组则投射到内侧前额叶皮层。

  当团队使用光遗传学在不同学习状态期间抑制一种或另一种时，这两个独立预测的功能变得清晰。在恐惧学习期间抑制对杏仁核的投射阻止了动物将声音与恐惧事件联系起来，而在灭绝期间抑制它则促使恢复正常，灵活的行为。相比之下，抑制前额投射对恐惧学习没有影响，反而减少了灭绝学习，导致动物继续表现得好像他们害怕声音，即使它不再预测可怕的事件。

  “虽然所有去甲肾上腺素能细胞在强烈恐惧学习期间反应强烈，但我们发现在灭绝学习期间需要抑制情绪反应时，较少的去甲肾上腺素细胞群在不同的时间点进行，”约翰森说。“具体而言，激活从试图维持恐惧反应的杏仁核投射细胞转移到对于压倒这些情绪反应非常重要的前额皮质投射细胞。这使得能够从反身情绪反应转变为正常，灵活的行为。”

  因为针对去甲肾上腺素系统的药物目前正在开发用于治疗焦虑症，所以这些发现可能对未来的药物发现产生影响。

  “通过了解恐惧学习和安全学习的详细电路，”约翰森说，“我们的研究表明，基于去甲肾上腺素的治疗方法将受益于更具体的靶向和对这些抗恐惧和抗恐惧的去甲肾上腺素细胞群的差异调节。 “

  该实验室现在正在研究这些不同细胞群之间的分子差异，以期开发更好的焦虑症药物治疗方法。