Sci Adv | 科学家精准“声控”杏仁核，揭开人类恐惧学习与记忆消退中的因果机制

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基本信息

Title:The human amygdala in threat learning and extinction

发表时间:2026-03-25

发表期刊:Science Advances

影响因子:12.5

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研究背景

在面临威胁时形成的记忆往往异常顽固，且极难被消除。这种“难以遗忘的恐惧”正是创伤后应激障碍（PTSD）和各类焦虑症的核心临床痛点。

在动物模型中，研究者早已达成共识：杏仁核（尤其是基底外侧复合体）是支持快速获取和长期表达线索条件性威胁反应的关键深部脑区。然而，在健康人类中，杏仁核在巴甫洛夫威胁学习中的因果作用却一直缺乏直接证据，甚至在神经影像学领域引发了长期的争议。部分功能磁共振成像（fMRI）研究观察到了强烈的杏仁核激活，而另一些研究则几乎没有发现任何信号。此外，罕见的杏仁核损伤患者数据也因为大脑长期的代偿性重组而变得难以解释。

为了打破这一僵局，研究者需要一种能够在健康人类中对深部脑区进行高时空分辨率、非侵入性调控的工具。在这项发表于 Science Advances 的研究中，研究团队引入了经颅超声刺激（TUS）技术。通过在经典的巴甫洛夫威胁条件反射任务中精准靶向双侧杏仁核，这项工作试图彻底厘清：人类杏仁核究竟是否直接参与了威胁记忆的快速形成与后续消退？

研究核心总结

研究团队招募了健康成年受试者，要求他们学习特定的视觉线索（蛇的图片）与令人不适的电击之间的关联。在学习过程中，研究者利用 TUS 对受试者的双侧杏仁核（实验一）或作为对照的海马体（实验二）进行精准的超声神经调控，并全程记录皮肤电反应（SCR）作为条件性威胁反应的生理指标。

一、杏仁核超声刺激选择性减缓早期威胁学习

在没有真实超声刺激的假刺激（sham）基线条件下，受试者能够非常迅速地建立威胁条件反射，在最初的几次试验中就能在生理上区分威胁线索和安全线索。然而，当 TUS 靶向双侧杏仁核时，受试者在早期阶段获取威胁反应的速度显著变慢。

这种干扰效应具有高度的时间特异性和脑区特异性。它仅仅发生在学习的早期阶段（此时预测误差最大），且在靶向海马体时并未出现。这一发现直接回应了 fMRI 研究中的争议：杏仁核的参与是高度时间敏感的，它专门负责在面对突发威胁时推动最初的快速学习。

Fig 1. 经典的巴甫洛夫威胁条件反射任务流程，以及在假刺激基线条件下，受试者皮肤电反应随试验次数变化的典型学习与消退动态曲线。

更关键的是，杏仁核在学习阶段的活动，直接决定了这段记忆在未来的“韧性”。在获取阶段结束后，研究者停止了 TUS 刺激，并进入消退训练阶段（仅呈现线索，不给电击）。

结果表明，那些在杏仁核 TUS 干扰下形成的威胁记忆，在后续的消退阶段消失得更快。受试者的生理反应比对照组更早地降至安全基线水平。这说明，杏仁核不仅负责“记住恐惧”，它在记忆形成时赋予的某种情感标签，正是导致后续威胁记忆难以被抹除的根本原因。

Fig 2. 个体化超声靶向定位及行为结果表明，与假刺激相比，针对杏仁核的 TUS 显著抑制了早期的威胁获取，并导致随后的恐惧消退过程加速。

除了生理指标，研究者还在任务结束后测量了受试者的陈述性记忆。受试者需要回忆并评估每个线索伴随电击的真实概率。

数据表明，接受杏仁核 TUS 的受试者显著高估了威胁线索的后顾性电击概率。这提示我们，正常的杏仁核功能不仅用于触发恐惧反应，还支持着基于实际经验的精确威胁预测。当这一网络被超声脉冲干扰时，大脑会形成一种不够校准、更为泛化的联结记忆表征。

Fig 3. 任务结束后的主观回忆评分显示，杏仁核超声刺激导致受试者对威胁概率的评估出现显著偏差，无法像对照组那样精准锚定真实的电击概率。

为了探究上述行为背后的潜在计算机制，研究者将试验级别的皮肤电数据拟合到了分层强化学习模型中。模型结果显示，杏仁核 TUS 并没有损害受试者全局的基础学习能力（共享学习率未变），而是专门改变了受试者的“情绪学习状态”。

在正常情况下，人类面对威胁时会表现出一种生存本能式的偏差：学得极快，忘得极慢。而杏仁核 TUS 显著削弱甚至逆转了这种偏差，使得受试者的学习率在获取阶段降低，而在消退阶段升高。这从计算神经科学的角度证实，杏仁核的核心功能是为大脑的价值更新系统施加一种持久的情绪状态约束。

Fig 4. 强化学习模型的参数估计结果。右侧图表清晰展示了杏仁核 TUS 如何打破了大脑默认的“快速获取、缓慢消退”的情绪学习状态偏差。

研究意义

这项研究在理论和方法学上都具有重要价值。理论上，它为人类杏仁核在威胁学习中的因果作用提供了决定性证据，明确了杏仁核在早期快速学习和赋予记忆“抗消退”特性中的核心地位。它提出的“情绪学习状态”计算框架，巧妙地将恐惧的获取与消退统一在了同一个机制解释下。

在方法学与临床转化方面，该研究证明了经颅超声刺激（TUS）作为一种新兴的非侵入性深部脑刺激技术，能够以极高的时空精度安全地调控人类深部脑区。由于 PTSD 和严重焦虑症的本质正是病理性的威胁记忆拒绝消退，这项工作为未来开发基于 TUS 的精准神经调控疗法打开了全新的想象空间：或许在不久的将来，我们能在心理治疗的关键窗口期，通过无创“声控”杏仁核，帮助创伤患者真正卸下恐惧的重担。

分享人：饭鸽儿

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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