用这些神经元,灭火是自己的奖励

用这些神经元,灭火是自己的奖励
在小鼠的基底外侧杏仁醛中,PPP1R1B表达细胞染色绿色,而恐惧灭绝记忆engram中的细胞出现红色。信誉:马萨诸塞州理工学院

当你期望一个非常糟糕的经历发生,然后没有,这是一种明显的积极感觉。对小鼠恐惧灭绝训练的一项新研究可能会审议为什么:调查结果不仅鉴定了学习不再感到害怕的关键的脑细胞的确切群体,而且还表明这些神经元是相同的帮助编码奖励感受。

该研究发表于1月14日神经元研究表明,恐惧消除记忆和奖赏感都是通过记忆来储存的杏仁核基底外侧(pBLA)后部表达Ppp1r1b基因,该区域被认为是分配厌恶或奖励感觉或“效价”与记忆的联系。本研究由张翔宇主持,约书亚金,前研究生和苏穆谟Tonegawa,在MIT和Howard Hughes医学院的学习和记忆中的神经循环遗传学Riken-Mit实验室的生物学和神经科学教授。

“我们经常生活在积极和消极情绪的平衡中,”Tonegawa说。“我们需要对危险情况有很强的回忆,以避免类似的情况。但如果我们不断感到威胁,我们就会变得沮丧。你需要一种方法来让你的情绪状态回到更积极的东西。”

高估奖励

在之前的一项研究中,Kim发现ppp1r1b表达神经元编码奖赏价,并与编码负价的BLA中不同的rspo2表达神经元竞争。在这项新研究中,张、金和利内川着手确定这种竞争平衡是否也构成了恐惧及其消失的基础。

在恐惧消退中,一种原始的恐惧被认为本质上被一种不可怕的新记忆所覆盖。例如,在这项研究中,老鼠被暴露在一个房间里的小电击中,由于恐惧记忆的形成,它们被吓呆了。但是第二天,当老鼠在没有任何进一步的小电击的情况下回到同一个房间长时间时,冷冻逐渐消失,因此这种治疗被称为恐惧消除训练。那么,最根本的问题是,在消除恐惧训练中,恐惧记忆是丢失了,还是仅仅被新记忆的形成所抑制。

虽然接受了恐惧的恐惧灭绝训练,但科学家观看了BLA中不同神经群体的活动。他们看到PPP1R1B细胞更活跃,RSPO2细胞在经历恐惧灭绝的小鼠中较不活跃。他们还看到,虽然RSPO2细胞主要被冲击激活并且在恐惧灭绝期间被抑制,但PPP1R1B细胞在消光记忆训练和检索期间主要是活性的,但在震动期间受到抑制。

这些实验和其他实验向作者表明,假设的恐惧消退记忆可能是在Ppp1r1b神经元种群中形成的,该团队继续大力证明了这一点。为此,他们使用了之前在他们实验室率先使用的技术,来识别和操纵保存特定记忆信息的神经元种群,即记忆“印记”细胞。Zhang用光敏蛋白通道视紫质标记了在恐惧消退记忆提取过程中被激活的Ppp1r1b神经元。当这些神经元在第二轮恐惧消退训练中被蓝色激光激活时,恐惧消退增强并加速。此外,当记忆细胞被另一种光遗传技术抑制时,恐惧消退受损,因为Ppp1r1b记忆神经元不能再抑制Rspo2恐惧神经元。这让恐惧记忆重新占据了主导地位。

这些数据符合pBLA Ppp1r1b细胞群中恐惧消退记忆印记细胞存在的基本标准:通过回忆激活和再激活以及获得性消退记忆的持久和离线维持。

因为Kim之前已经证明了Ppp1r1b神经元会被奖励激活,并驱动食欲行为和记忆,研究小组随后跟踪了老鼠的Ppp1r1b细胞活动,这些老鼠先是得到水奖励,然后是食物奖励,接着是恐惧消退训练和恐惧消退记忆提取。恐惧消退激活的Ppp1r1b神经元与水奖励激活的Ppp1r1b神经元的重叠程度与水奖励激活的Ppp1r1b神经元与食物奖励激活的重叠程度相同。最后,在驱动食欲行为方面,Ppp1r1b消退记忆印迹细胞的人工光遗传激活与Ppp1r1b水奖励激活神经元的光遗传激活同样有效。反过来,水反应性Ppp1r1b神经元的人工光遗传激活与恐惧消退记忆印迹的光遗传激活同样有效地增强了恐惧消退训练。这些结果表明,恐惧消失等同于真实的奖励,因此为日常生活中普遍存在的经验提供了神经科学基础:预期惩罚的遗漏是一种奖励。

下一个什么?

张说,通过建立在恐惧灭绝中起着至关重要的角色(PPP1R1B)之间作出至关重要的神经元群体(PPP1R1B),这项研究提供了治疗PTSD和焦虑等恐惧和焦虑的潜在治疗靶标。

从基本科学的角度来看,Tonegawa表示,如何恐惧灭绝训练专门激活PPP1R1B神经元将是一个重要的问题。更富有想象力,结果表明PPP1R1B神经元如何覆盖RSPO2神经元灭绝提出了关于互惠性动态是否可能在大脑和行为中发生的有趣问题。调查“快乐“通过这些机制可能是一个有趣的研究课题。


进一步探索

神经科学家们确定了两种神经元群体,它们分别编码快乐记忆和恐惧记忆

更多信息:张翔宇等,杏仁核奖赏神经元形成和储存恐惧消退记忆,神经元(2020)。DOI:10.1016 / J.NEURON.2019.12.025
期刊信息: 神经元

所提供的麻省理工学院
引用:有了这些神经元,消除恐惧本身就是一种奖励(2020年1月16日)
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