大脑是如何收集威胁信号并将其转化为恐惧的

索尔克的科学家们已经发现了一种分子途径，它能将危险的景象、声音和气味提炼成一条信息:害怕。一种名为CGRP的分子可以使大脑两个不同区域的神经元将威胁的感觉线索捆绑成一个统一的信号，标记为消极，并将其传递给杏仁核，后者将信号转化为恐惧。这项研究可能会为与恐惧相关的疾病，如创伤后应激障碍(PTSD)或超敏障碍，如自闭症、偏头痛和纤维肌痛，带来新的治疗方法。

　　

   

   

图:杏仁核的亚区域，大脑的情感中心，接收来自不同大脑区域的威胁信号，包括脑干(红色)和丘脑(绿色)。    

索尔克公司的科学家们发现了一种分子途径，可以将危险的景象、声音和气味提炼成一条信息:害怕。一种名为CGRP的分子可以使大脑两个不同区域的神经元将威胁的感觉线索捆绑成一个统一的信号，标记为消极，并将其传递给杏仁核，后者将信号转化为恐惧。

这项研究可能会导致治疗恐惧相关疾病的新疗法，如创伤后应激障碍(PTSD)或过敏性疾病，如自闭症、偏头痛和纤维肌痛。

“我们发现的大脑通路就像一个中央警报系统，”资深作者Sung Han说，他是索尔克克莱顿肽生物学基金会实验室的助理教授。“我们兴奋地发现，CGRP神经元被来自视觉、声音、味觉、嗅觉和触觉的所有五种感官的负面感觉线索激活。识别新的威胁途径为治疗恐惧相关疾病提供了见解。”

大多数外部威胁包括多感官线索，如热量、烟雾和野火的气味。先前的研究表明，不同的路径独立地将声音、视觉和触觉威胁信号传递给大脑的多个区域。一个整合了所有这些线索的单一路径可能有利于生存，但还没有人发现这样的路径。

之前的研究也表明，杏仁核会引发行为反应，并对环境和情绪刺激形成恐惧记忆，它从大脑区域接收大量的输入，这些区域充满了与厌恶有关的化学物质，神经肽CGRP(降钙素基因相关肽)。

“基于这两个研究池，我们提出CGRP神经元，尤其是在丘脑和脑干的亚区域中发现的，向杏仁核传递多感觉威胁信息，”共同第一作者、汉实验室的研究生刘世嘉(音译)说。“这些回路可能会产生适当的行为反应，并帮助形成对威胁线索的厌恶记忆。”

该团队进行了几个实验来验证他们的假设。他们用单细胞钙成像记录了CGRP神经元的活动，同时给小鼠提供多感官威胁线索，使研究人员能够确定哪一种感觉模式涉及哪组神经元。他们使用不同颜色的荧光蛋白来确定信号离开丘脑和脑干后的路径。他们进行了行为测试来评估记忆和恐惧。

总之，他们的发现表明，两个不同的CGRP神经元群体——一个在丘脑，一个在脑干——投射到杏仁核的非重叠区域，形成了两个不同的回路。这两个种群都通过与局部大脑网络交流来编码威胁性的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。最后，他们发现这两种回路都是形成厌恶记忆所必需的——厌恶记忆就是那种告诉你“离远点”的记忆。

“虽然在这项研究中使用了小鼠，但在人类中，同样的大脑区域也大量表达CGRP，”Han说。“这表明，这里报告的回路可能也与威胁感知相关的精神障碍有关。”

作者希望研究这些回路中的CGRP信号如何介导涉及多感觉刺激处理异常的障碍，如偏头痛、PTSD和自闭症谱系障碍。

“我们还没有测试它，但偏头痛可能也会激活丘脑和脑干中的这些CGRP神经元，”合著者Sukjae Joshua Kang说，“阻断CGRP的药物已被用于治疗偏头痛，所以我希望我们的研究可以成为一种锚，将这种药物用于缓解PTSD中的威胁记忆，或自闭症中的感觉过敏。”

文章标题

A central alarm system that gates multi-sensory innate threat cues to the amygdala