恐惧学习中特殊抑制簇门的可塑性

你是否曾经一想到工作的最后期限就心跳加速?还是在黑暗的房间里看到不明物体让你吓了一跳?你应该感谢你的杏仁核。

小杏仁状大脑结构是我们感知和处理恐惧的核心。当我们开始学习将恐惧与环境中的线索联系起来时，神经连接在杏仁核在一个叫做突触可塑性的过程中被动态改变。虽然这一生理机制对促进恐惧学习很重要，但它主要是在杏仁核内兴奋性神经元的背景下进行研究。我们对抑制细胞的作用知之甚少。

在最近出版的细胞的报道，来自博尔顿实验室的MPFI科学家深入进入杏仁醛的抑制电路的专门部分，称为顶端插层细胞簇（APITC）。博尔顿实验室表征了这种小但独特的细胞集群，发现了丰富的连通性和调节Amygdala中可塑性的相当独特的能力。

“真正吸引我们注意的是，人们对apITC功能或连接电路的了解相对较少，”道格拉斯·阿塞德博士解释说，他是第一作者，曾在博尔顿实验室担任博士后。“当处理一个相对未知的大脑区域时，就像是一个输入和输出的游戏。首先，你必须确定与神经元簇连接的是什么，以及它连接的是什么，然后评估这个回路起着什么样的功能作用。”

博尔顿实验室通过表征和功能测试进入apITC的连接开始了它的调查。首先，研究小组使用了一种叫做单突触追踪的高度专业化技术来选择性地识别上游的突触前伙伴。一旦确定，研究人员使用突触前光遗传刺激(光激活)和突触后电生理学的组合来验证连接是功能性的。

Asede博士解释说:“我们能够解开这个独特细胞簇的多种输入，从对记忆重要的区域如内嗅皮层到感觉处理区域如丘脑。”“在这种多样性中，有两种来自丘脑的输入引人注目，因为它们相对于我们测试的其他连接的强度，以及它们起源于丘脑区域，该区域以参与恐惧学习而闻名。”

与APITC的强烈连接源自丘脑的两个区域，内侧遗传核（MGM）和后腔内腔内核（PIN）。以前的工作已经显示了MGM和PIN，分别成为听觉和躯体感应信息的重要处理中心。在恐惧学习的背景下，塔马什的投入向Amygdala发送恐惧相关的感官信息，然后将恐惧与环境中的特定提示集成并将恐惧联系在一起。

为了检验这种通过apITC的感觉信息流对恐惧学习是否重要，MPFI的科学家们研究了小鼠在行为训练后这些突触连接的变化。一组小鼠经历了经典的恐惧条件反射和行为驱动的改变，然后使用突触前和突触后标记物评估可塑性。有趣的是，研究小组发现，与对照组动物相比，在恐惧学习后，apITC的感觉输入有明显的突触强化迹象。

“通常情况下，当突触对特定行为很重要时，它们之间的联系会在学习过程中得到加强，所以我们的研究结果确实强调了这些感官联系在恐惧学习中的重要性，”阿塞德博士说。

洛杉矶是杏仁核的一个区域，它与恐惧学习，与恐惧相关的感觉整合，以及基于恐惧的记忆的形成密切相关。Bolton实验室同时使用丘脑感觉输入的电刺激和apITC细胞对LA输入的光遗传刺激来揭示apITC的激活作为一个门来减少LA的传入的感觉驱动反应。

“理解了apITC对感觉门控和恐惧学习的重要性后，我们接下来研究了apITC形成的下游连接类型，从而为我们提供了有关该集群在杏仁核中可能具有的功能的线索。恐惧电路。“

传统的观点认为，大脑中的抑制细胞会产生非常短的、下游的连接，在它们自己的本地环境中动态地改变回路。通过轴突重建，博尔顿实验室发现，虽然大多数apITC连接是局部轴突侧枝到邻近的apITC，或投射到杏仁核内的一个封闭区域，即外侧杏仁核(LA)。令人惊讶的是，他们还发现了一个与更遥远的大脑结构相对远距离连接的子集，挑战了关于抑制回路的经典思维。

“apITC是几个抑制性神经元簇之一，它们像网一样围绕着杏仁核。每一组通过控制特定的输入，在调节杏仁核的情绪处理方面都有独特的作用，”MPFI的博士和研究小组负责人Mclean Bolton说。“itc有许多神经调节物质的受体，如多巴胺、鸦片剂和催产素，所以它们可以作为感应内部状态和相应地调整情绪的晴雨表。”这使得它们成为治疗焦虑和创伤后应激障碍的潜在目标，所以了解每一组如何影响杏仁核功能很重要。”

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