科學家們揭示了大腦如何儲存遠程恐懼記憶為PTSD治療鋪平道路
加州大學河濱分校研究人員對小鼠進行的一項研究可能為創傷後應激障礙患者的新的創新治療鋪平道路。發表在《自然-神經科學》上的加州大學河濱分校的一項小鼠研究,發現了驅動大腦鞏固過去創傷性事件的遠程恐懼記憶的基本機制,範圍從幾個月到幾十年前不等。
該圖像顯示了所有前額葉皮層神經元(藍色)中的恐懼記憶神經元(紅色)。資料來源:加州大學河濱分校Cho實驗室
該研究顯示,來自遙遠過去的恐懼記憶被永久地儲存在前額葉皮層(PFC)的記憶神經元之間的連接中。
領導這項研究的分子、細胞和系統生物學副教授Jun-Hyeong Cho說:”正是前額葉記憶迴路在創傷性事件後被逐步加強,這種加強在恐懼記憶如何在大腦皮層中成熟為穩定的形式以進行永久儲存方面起著關鍵作用。利用類似的機制,其他非恐懼的遠程記憶也可能被永久地儲存在PFC中。”
大腦使用不同的機制來存儲近期與遠程的恐懼記憶。以前的研究表明,雖然恐懼記憶的最初形成涉及海馬體,但隨著時間的推移,它逐漸成熟而變得不再依賴海馬體。現在很多研究解釋了最近的恐懼記憶是如何儲存的,但大腦如何鞏固遠距離的恐懼記憶卻不甚明了。
研究人員把重點放在PFC上,這是大腦皮層的一個部分,在以前的研究中被牽涉到遠程記憶的鞏固。
Cho說:”我們發現PFC內的一小群神經細胞或神經元被稱為記憶神經元,在最初的創傷事件中是活躍的,並在回顧遠程恐懼記憶時被重新激活。當我們選擇性地抑制PFC中的這些記憶神經元時,它阻止了小鼠回憶起遙遠的但不是最近的恐懼記憶,這表明PFC記憶神經元在回憶遙遠的恐懼記憶中起著關鍵作用。”
在實驗中,小鼠在一個叫做背景的環境中接受了一個厭惡性刺激。它們學會了將厭惡性刺激與環境聯繫起來。一個月後,當接觸到同樣的環境時,小鼠就會愣住,這表明它們可以回憶起遙遠的恐懼記憶。研究人員表明,PFC中的記憶神經元之間的連接(突觸),被稱為前額葉記憶迴路,在恐懼學習後隨著時間的推移逐漸加強,這種加強有助於PFC永久地儲存遠程恐懼記憶。
接下來,為了熄滅小鼠的遠程恐懼記憶,研究人員反復將小鼠暴露在相同的恐懼預測環境中,但沒有厭惡刺激,結果是對該環境的恐懼反應減少。
“有趣的是,遠程恐懼記憶的消失削弱了先前為儲存遠程恐懼記憶而加強的前額葉記憶迴路,”Cho說。”此外,阻止加強PFC記憶迴路的其他操作也阻止了對遠程恐懼記憶的回憶。”
Cho解釋說,恐懼記憶鞏固的失調會導致創傷後應激障礙中的慢性適應性恐懼,這種恐懼在生活中的某個階段會影響大約6%的人口。考慮到創傷後應激障礙患者遭受在遙遠的過去形成的恐懼記憶,我們的研究為開發治療策略以抑制創傷後應激障礙患者的慢性恐懼提供了重要的見解。
下一步,Cho的團隊計劃選擇性地削弱前額葉記憶迴路,並檢查這種操作是否抑制了對遙遠恐懼記憶的回憶。期望這些結果將有助於開發一種對創傷後應激障礙和其他恐懼相關疾病更有效的干預措施。