创伤后应激障碍(PTSD)和焦虑症通常表现为对特定情境产生恐惧反应,这些情境会被大脑视为威胁。这些恐惧反应通常出现在创伤事件或艰难生活经历之后,而这些经历会促使大脑把特定刺激和痛苦事件联系起来,形成不良关联。
与PTSD或焦虑症相关的恐惧反应可以通过一种称为“恐惧消退”的过程逐渐减弱。这个过程需要反复接触那些被大脑视为有威胁的情境或刺激,但实际上并不会有什么危险。
弄清恐惧消退背后的神经生物学过程可能非常有价值,因为这有助于设计治疗PTSD和焦虑症症状的新方法。虽然过去许多研究探索了神经元在恐惧消退中的作用,但很少有研究关注小胶质细胞(即大脑和脊髓中的免疫细胞)所起的作用。
加拿大病童医院和多伦多的研究人员一直在试图填补这一文献空白,通过观察小鼠大脑中的小胶质细胞如何影响恐惧消退。他们的研究结果发表在《自然神经科学》上,表明小胶质细胞通过神经元之间的相互作用,参与随时间推移对恐惧记忆的弱化过程。
“恐惧消退对于理解焦虑症和创伤后应激障碍至关重要,但其背后的生物学机制仍未完全阐明。”论文的资深作者保罗·W·弗兰克兰告诉Medical Xpress,“以往大多数研究都集中在神经元上,而我们则感兴趣的是非神经元细胞是否也参与这一过程。我们尤其想知道小胶质细胞——大脑中的常驻免疫细胞——是否会与恐惧记忆回路相互作用,从而调节消退学习。”
作为研究的一部分,弗兰克兰和他的同事们研究了先前已形成中性刺激(例如声音)与不良体验(即轻微电击)之间关联的小鼠。他们在小鼠经历恐惧消退期间,或者说在小鼠反复接触它们已学会与危险关联的刺激但没有任何不良刺激的情况下,观察它们大脑中的细胞。
为了达到这个目的,他们先用活动依赖性标记技术,给小鼠大脑中储存特定恐惧记忆的神经元打上标记。这些负责记住恐惧记忆的神经元,叫做“记忆印迹细胞”。
“然后我们观察了消退学习(也就是消除恐惧记忆的过程)时发生了什么,发现小胶质细胞会优先和这些神经元互动,”弗兰克兰说。“接着,我们用基因和药理的方法打断了这些互动。在多次实验里,只要干扰小胶质细胞和印迹细胞之间的互动,消退学习就会变慢,说明小胶质细胞在主动帮忙调节恐惧记忆的消退。”
团队观察到的现象表明,小胶质细胞能帮小鼠消退恐惧记忆,同时减弱相关的恐惧反应。进一步说,研究人员发现,小胶质细胞和神经元之间的互动,会暂时降低这些恐惧记忆印迹神经元的活跃程度。
当他们阻断这些互动时,恐惧消退的进程似乎明显变慢了。这表明小胶质细胞在减弱恐惧反应中发挥着重要作用,而且它们其实在主动调节恐惧消退。
弗兰克兰说:“最重要的发现是,恐惧消退并不只是神经元的事。我们发现,小胶质细胞通过与印迹神经元互动,积极影响着恐惧记忆的表达和改写。这让我们更清楚大脑里恐惧记忆是怎么更新的,也为创伤后应激障碍、焦虑症这类恐惧消退出问题的疾病,提供了新的思路。”
为未来研究和精神科治疗提供启示
这项新研究的结果,可能很快就能帮我们改进现有的恐惧消退模型。另外,还可能为专门研究小胶质细胞在创伤后应激障碍和焦虑症康复中作用的新研究铺路。
以后,这个团队的研究说不定还能帮助开发新疗法,通过促进小胶质细胞和记忆印迹神经元之间的互动,帮助精神科患者消除恐惧。与此同时,弗兰克兰和同事还在计划做更多研究,看看小胶质细胞在记忆处理的其他重要环节里还起了什么作用。
“我们特别想知道,在整个记忆处理过程里——从最开始形成记忆,到长期保存,再到回忆和更新——小胶质细胞是怎么跟记忆印迹神经元打交道的。”弗兰克兰补充道。“再往大了说,我们希望以后的研究能让我们更清楚,免疫细胞和记忆回路之间的这种互动,在健康的时候和生病的时候,到底是怎么影响人的行为的。”
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