Neuron雜誌:研究者發現前額葉中調控社交恐懼的去抑制神經微環路
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恐懼實際上是人和動物的一種自我保護的正常反應,比如說當你危險的時候,恐懼會使你迅速逃離危險從而保護自己不受傷害。但是,非正常的恐懼,如社交恐懼可能是某種精神或心理疾病的結果。比如說,創傷後應激障礙(PTSD)和焦慮症的患者往往會伴有社交恐懼。儘管之前的研究表明,前額葉皮層在調控社交恐懼中的重要作用,但是前額葉皮層中不同的抑制性中間神經元如何相互作用從而調控恐懼表達目前還不太清楚。**近期,來自浙江大學的研究團隊在《Neuron》雜誌發表文章,發現社交恐懼會伴隨著背內側前額皮質(dmPFC)的啟用,而SST(somatostatin)抑制性中間神經元活動的增加會抑制PV(parvalbumin)中間神經元,進而去抑制(啟用)錐體(pyramidal)神經元的活動,導致dmPFC腦區的啟用增加,最終引起社交恐懼。**接下來,小編就帶大家一起來簡單地回顧一下這篇文章。
如何把正常老鼠整成社交恐懼?
方法很簡單,如圖1所示,籠子裡放了兩隻老鼠,一隻稱之為刺激老鼠,一隻稱之為實驗老鼠,一旦實驗老鼠靠近刺激老鼠,去和它進行交流,就直接電激刺激這隻實驗老鼠,經過一段時間,這隻實驗老鼠就會產生與其他老鼠交流的恐懼,就是所謂的社交恐懼了。
圖1
論文的主要結果
1.社交恐懼伴隨著dmPFC腦區的啟用;
2.社交恐懼伴隨著dmPFC腦區中的抑制性的PV(parvalbumin)中間神經元的放電降低,而錐體(pyramidal)神經元的放電增加。
如圖2所示,藍色的箭頭表示已經具有社交恐懼的實驗大鼠,再次遇見刺激大鼠(這時候會喚起實驗大鼠的社交恐懼),可以看到錐體神經元放電頻率大幅增加,而PV神經元的放電大幅降低。紅色箭頭表示實驗大鼠離開了刺激大鼠,恐懼消失,PV神經元和椎體神經元的放電頻率恢復原狀。
圖2
3. 啟用PV(parvalbumin)中間神經元可以降低社交恐懼;
4. 抑制錐體(pyramidal)神經元也可以降低社交恐懼;
5.社交恐懼會伴隨著SST(somatostatin)抑制性中間神經元的活動增加。
如圖3所示, 0時刻表示實驗大鼠靠近刺激大鼠,圖中縱座標表示SST神經元的鈣離子訊號。
圖3
6.抑制SST神經元的活動可以降低社交恐懼。研究者採用藥物遺傳學的方法可以特異性地對SST神經元的活動進行調控,
如圖4所示。在對SST神經元進行抑制之前(圖4D、G),當已經具有社交恐懼的實驗老鼠靠近刺激老鼠時(藍色箭頭),PV神經元放電增加(圖4D),而錐體神經元放電減小(圖4G);而當對SST神經元進行抑制後(圖4E、H),當實驗老鼠靠近刺激老鼠時(藍色箭頭),PV神經元的放電頻率幾乎不變,沒有如圖D所示的會大幅度降低(圖4E);而錐體神經元的放電雖然稍有增加,但是增加幅度很小(圖H),行為學的結果是實驗大鼠的社交恐懼大幅降低。由此,研究者認為,抑制SST神經可以恢復PV神經元對錐體神經元的抑制性調控,進而降低社交恐懼。
圖4
總之,本篇論文首次揭示了前額葉皮層中一個調控社交恐懼的去抑制性的神經微環路,該環路從SST神經元到PV神經元再到錐體神經元。研究者認為,社交恐懼的出現,是由於SST中間神經元活動的增加,因為SST神經元活動增加會抑制PV(parvalbumin)中間神經元,進而去抑制(啟用)錐體神經元的活動,最終引起社交恐懼。這可能也為研發治療社交恐懼的藥物提供了一定的參考價值,如果某種藥物能夠特異性地降低SST中間神經元的活性,是不是可以有效地治療社交恐懼症呢?當然,從基礎到動物實驗再到臨床還有很長的路要走。另外,本文中研究者所採用的技術手段也是多種多樣,如藥物遺傳法(Pharmacogenetic)、光遺傳學、在體電生理技術、行為學等等,所以說,發一篇Neuron文章多麼難呀!
參考資料
Haifeng Xu.,et al. A Disinhibitory Microcircuit Mediates Conditioned Social Fear in the Prefrontal Cortex, Neuron, March 18, 2019
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