MIT神经科学家的又一突破性进展

能够感知“愉悦”的神经回路

科学家们一直认为恐惧与不愉快的事件与位于大脑深处的中央杏仁核联系在一起。 最近发表在《Neuron》杂志的一篇文章报道中央杏仁核内的一个线路可以响应奖赏事件。在小鼠实验中，用特定的刺激激活这一回路后，小鼠反而会再次寻求刺激。 这项发现或许可以与人类“看恐怖电影会上瘾”的行为联系起来。

　　

生物通报道：

背景

刺激清醒动物的杏仁核，动物出现“停顿反应”，显得“高度注意”，表现迷惑、焦虑、恐惧、退缩反应或发怒、攻击反应。刺激杏仁首端引起逃避和恐惧，刺激杏仁尾端引起防御和攻击反应。具有情绪意义的刺激会引起杏仁核电活动的强烈反应，并形成长期的痕迹储存于脑中。爱荷华大学的一项研究发现杏仁核并非产生恐惧和惊慌情绪所必需的结构，三个因大脑杏仁核受损而无所畏惧的女性志愿者能够体验到内在的恐惧。这表明杏仁核并不是导致人害怕与惊慌的唯一大脑区域 [Nature Neuroscience 2013]。

于是科学家们一直认为，恐惧与不愉快的事件与位于大脑深处的中央杏仁核联系在一起。

新进展

但是，最近发表在[Neuron 2017.03]杂志，由MIT的神经学家们的一篇报道发现中央杏仁核内的一个线路却可以响应奖赏事件。在小鼠实验中，用特定的刺激激活这一回路后，小鼠反而会再次寻求刺激。这或许可以联想人类“看恐怖电影会上瘾”的行为。虽然，科学家们也在中央杏仁核内也找到了一条对可怕事件做出反应的回路，但是研究显示，中央杏仁核内大部分的神经元都参与了奖赏回路。

过去几年，Tonegawa实验室研究结果显示，在杏仁核的另外一个区域——基底外侧杏仁核（BLA）区域（之前研究表明BLA主要调控压力、焦虑、恐惧等负面情感），鉴定出两种截然不同的神经元，这俩群细胞的基因编码恐惧或者快乐回忆的基因。编码消极和积极回忆的神经元将信息传递给中央杏仁核的不同部位。因此，Tonegawa和其同事决定继续阐明两个BLA细胞群体与中央杏仁核的联系，并确证中央杏仁核是否具备接受来自BLA的信息的功能。

首先，研究人员利用“cDNA文库”（Qiagen基因表达分析的完整解决方案）分析了中央杏仁核神经元的基因表达图谱，根据神经元自身表达的遗传标记的解剖位置将中央杏仁核神经元分为7个组。然后，使用光遗传学技术（《自然》2016热点技术—精准光遗传学），即用光控制神经元的活动，来观察每个细胞组群的功能。

Nature绘制大型基因表达图谱

随后，研究人员构建了光遗传动物模型——转基因小鼠，当小鼠暴露在光照下，有5组细胞的激活会驱使小鼠反复寻求更多的光暴露，代表杏仁核中的这些神经元，能够接收来自BLA的积极情绪细胞，驱动的是奖励回路。而另一组神经元细胞代表了与生俱来的恐惧和记忆行为。剩下一组与恐惧和奖赏行为无关。

这项发现，与之前报道的“中央杏仁核主要与恐惧行为有关”这一观点矛盾。研究人员Kim说：“看来，中央杏仁核这个结构似乎主要在参与欲望行为，并非通常人们以为的主要负责焦虑和恐惧行为。”Tonegawa解释说：“目前为止，我们已经鉴定了中央杏仁核内超过90%的细胞，不排除有小部分细胞负责控制消极行为。”

华盛顿大学的化学教授，Richard Palmiter（没有参与本研究）说，过去20年，科学界对杏仁核的研究，大部分集中在中央杏仁核介导的厌恶反应的机理研究，Tonegwa实验室的文章，是一个颠覆科学家们想象的惊人发现。

Tonegawa实验室的另一项惊人发现是，中央杏仁核内恐惧相关神经元，并不会向过去所认为的那样直接给大脑“接受来自中央杏仁核的恐惧信息区域”传信。大脑“接受来自中央杏仁核的恐惧信息区域”被称为中脑导水管周围灰质（PAG），位于脑干，对应疼痛、压力和外部威胁。

但是，我们还不知道这些中央杏仁核细胞将那些消极信息传到哪里去了，我们也不清楚它是不是把它们先储存在某个地方然后再输入到PAG去了。总之，Tonegawa实验室正在试图跟踪这些回路，希望进一步找到它们要去的地方。

为了治疗抑郁症和创伤后的应激障碍，研究人员们还研究了BLA神经元对恐惧消除（一种重新编写恐惧记忆的过程，将恐惧与更多积极情绪相连）的作用。

原文标题：Basolateral to Central Amygdala Neural Circuits for Appetitive Behaviors

（生物通：欧阳沐）