两篇Nature发布光遗传学颠覆性发现

　　

生物通报道：科学家们一直在尝试理解人类的记忆，光遗传学技术为他们提供了前所未有的便利工具，让他们能够特异性控制大脑回路的开和关。

最近Nature杂志上同时发表了两项光遗传学研究，颠覆了人们对恐惧记忆的认识。研究显示，当恐惧记忆产生之后，检索恐惧记忆的大脑回路会随着时间推移发生改变。也就是说，回忆旧记忆的大脑通路与回忆新鲜恐惧记忆不同。

波多黎各大学的Gregory Quirk和Fabricio Do-Monte用温和电击训练大鼠对一种声音产生恐惧。一段时间之后，大鼠的恐惧行为并没有变化，但大鼠回忆这一创伤事件的神经通路发生了改变。研究人员认为，这种改变可能是为了强化这段记忆。

研究显示，在条件性恐惧发生之后，立刻就会有一条从前额皮质（执行中枢）到杏仁核（恐惧中枢）的神经回路被激活。但几天之后，检索这段记忆的回路发生了改变：从前额皮质到丘脑的PVT（paraventricular）区域，然后从PVT到杏仁核的另一个部分。杏仁核的这个部分主要是协调恐惧的学习和表达。研究人员指出，PVT能将恐惧与其他适应性应答（比如压力应答）整合起来，对恐惧记忆进行强化。

患有焦虑症（比如创伤后应激障碍PTSD）的人，往往会经历长时间的高度恐惧，这类疾病可能与恐惧记忆的检索回路被破坏有关。（延伸阅读：Nature Methods十大技术：光遗传学的利与弊）

“尽管我们的记忆是持续性的，但支持它们的神经通路实际上慢慢发生了改变，”Quirk解释道。“这一发现将改变人们对PTSD的认识，PTSD患者通常在恐惧性事件发生几个月甚至几年之后才发病。”

冷泉港的Bo Li和Mario Penzo在小鼠中也发现了同样的神经通路转变，并对这一机制进行了深入分析。他们发现，PVT的神经元能对中央杏仁核区域储存恐惧记忆的神经元起作用，调控恐惧记忆的加工。

研究显示，PVT的这种活性来自于大脑的神经营养因子（BDNF）。BDNF被认为涉及了情绪障碍和焦虑症，举例来说，BDNF表达水平的改变与PTSD有关。

研究人员发现，PVT的BDNF作用于一个特殊的受体，激活储存记忆的杏仁核神经元。将BDNF注入小鼠的中央杏仁核区域，会使小鼠吓呆。这说明BDNF不仅促使恐惧记忆形成，还参与了恐惧反应的表达。

 

生物通推荐原文：

Do-Monte HF, Quinones-Laracuente K, Quirk, GJ. A temporal shift in the circuits mediating retrieval of fear memory. Nature, Jan. 19, 2015.

Penzo MA, Robert V, Tucciarone J, De Bundel D, Wang M, Van Aeist L, Varvas M, Parada LF, Palmiter R, He M, Huang ZJ, Li B. The paraventricular thalamus controls a central amygdala fear circuit. Nature, Jan. 19, 2015.