Science： 如何“学会”不再害怕？视觉皮层的奇妙作用

来源：SelfCulturalPsy

作者：Sara Mederos

在动物的世界里，本能反应是生存的关键。当面对环境中的潜在威胁，如一只猛禽从天而降，动物会本能地选择逃跑。这种快速的本能反应是由大脑深处的脑干通路驱动的，它独立于大脑皮层运作，使得动物无需学习或经验就能迅速做出反应。然而，环境是不断变化的，有时候这些本能反应并不总是最优的选择。例如，当动物意识到所谓的“威胁”其实并不可怕时，继续做出本能反应可能会浪费能量或错失机会。因此，动物需要一种能力来抑制这些不再合适的本能反应，以适应环境的变化。这种能力涉及大脑中复杂的神经通路和学习机制，但科学家们对这一过程的具体神经基础还知之甚少。

最近，伦敦大学学院的研究人员利用小鼠作为模型揭示了动物克服本能恐惧的精确大脑机制，该研究于2025年2月7日发表在“Science”杂志上，其结果可能对开发与恐惧相关的疾病治疗方法（如恐惧症、焦虑症和创伤后应激障碍PTSD）具有重要意义（Mederos et al., 2025）。

研究过程

为了探索动物如何学习抑制本能的恐惧反应，研究人员设计了一系列巧妙的实验。他们首先利用小鼠作为模型动物，通过呈现一种模拟猛禽来袭的视觉刺激（即一个逐渐扩大的暗色物体从头顶接近），来引发小鼠的本能逃跑行为。

在实验的第一阶段，研究人员将小鼠置于一个狭长的实验箱中，并在箱的另一端提供一个避难所。当小鼠看到这种视觉威胁时，它们会本能地逃向避难所。然而，研究人员逐渐增加视觉刺激的对比度，同时用一个屏障阻挡小鼠通往避难所的路，迫使小鼠在无法逃避的情况下适应这种视觉威胁。经过多次重复训练后，小鼠逐渐学会了不再对这种视觉威胁做出逃跑反应。

在这个过程中，研究人员利用光遗传学技术操控了小鼠特定脑区的神经活动。他们将一种光敏感蛋白（如Channelrhodopsin-2）导入小鼠大脑的特定神经元中，然后通过植入的光纤向这些神经元发射特定波长的光，从而精确地激活或抑制这些神经元的活动。通过这种方法，研究人员发现，当抑制小鼠大脑中后外侧高视觉区（plHVAs）的神经活动时，小鼠无法学会抑制逃跑反应。这表明 plHVAs 在学习抑制本能恐惧反应中起着至关重要的作用。

进一步的实验揭示了plHVAs是通过一条通往腹外侧膝状核（vLGN）的神经通路来实现这种学习的。vLGN是一个位于丘脑前部的区域，主要由抑制性神经元组成，它对视觉威胁引发的恐惧反应有着强大的控制能力。研究人员通过选择性地抑制plHVAs到vLGN的神经投射，发现这种抑制会阻碍小鼠学习抑制逃跑反应，而抑制plHVAs到其他脑区（如上丘）的投射则没有这种效果。这说明plHVAs到vLGN的通路是学习抑制本能恐惧反应的关键路径。

虽然plHVAs在学习抑制本能恐惧反应的过程中至关重要，但在学习完成后，它们的作用就不再必要了。相反，学习后的行为依赖于vLGN神经元群体内的可塑性变化，这些变化使得vLGN能够对视觉威胁刺激产生更强的反应，从而抑制逃跑反应。具体来说，vLGN神经元在学习过程中通过内源性大麻素（eCB）介导的长时程抑制，减少了其抑制性输入的活动。这种可塑性变化使得vLGN神经元在面对视觉威胁时能够更加有效地抑制下游脑区（如上丘）的活动，从而阻止逃跑反应的发生。

该研究挑战了传统的学习和记忆观点。尽管大脑皮层长期以来被认为是学习、记忆和行为灵活性的主要中心，但该研究发现存储这些重要记忆的是下皮层的vLGN，而非视觉皮层。这个神经通路能够提供认知新皮层过程与脑干介导行为之间的联系，从而使动物能够适应本能行为。

更为重要的是，该研究还揭示了这一过程背后的细胞和分子机制。学习是通过增加特定vLGN神经元的神经活动来实现的，这种活动是由内源性大麻素的释放引发的，这些信使分子已知能够调节情绪和记忆。这种释放减少了对vLGN神经元的抑制性输入，使得当视觉威胁刺激出现时该脑区的活动增强，从而抑制恐惧反应。

当前研究的不足

尽管这项研究揭示了视觉皮层如何通过特定的神经通路和可塑性机制来抑制本能的恐惧反应，但仍存在一些不足之处。虽然研究人员已经确定了plHVAs到vLGN的通路在学习抑制本能恐惧反应中的关键作用，但对于这一通路中具体的神经元类型和分子机制的了解仍然有限。此外，虽然这项研究为理解动物如何抑制本能恐惧反应提供了重要的神经生物学基础，但对于这些发现如何转化为人类行为和心理治疗的潜在应用还存在许多挑战。人类的恐惧和焦虑障碍可能涉及更复杂的神经网络和心理因素，因此将这些研究成果应用于人类疾病的治疗还需要进一步的研究和探索。

总之，这项研究为我们揭开了大脑如何通过视觉皮层的指令来学习抑制本能恐惧反应的神秘面纱，揭示了其中的关键神经通路和可塑性机制。然而，要完全理解这一复杂的过程并将其应用于实际的临床治疗，仍有许多问题需要解决。未来的研究将继续探索这些神经通路和机制的细节，以期为人类的心理健康和行为调控提供更深入的见解和更有效的治疗方法。

参考文献

Sara Mederos, Patty Blakely, Nicole Vissers, Claudia Clopath, Sonja B. Hofer. Overwriting an instinct: Visual cortex instructs learning to suppress fear responses. Science, 2025; 387 (6734): 682 DOI:10.1126/science.adr2247

Sainsbury Wellcome Centre. (2025, February 6). Scientists discover brain mechanism that helps us overcome fear. ScienceDaily. Retrieved February 8, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250206142400.htm

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