Neuron揭示了控制动物恐惧反应的大脑回路

　　

英国伦敦大学学院的研究人员近日发现了一种大脑机制，可以让小鼠根据以往的经验推翻它们的直觉。

这项发表在《Neuron》杂志上的研究在小鼠丘脑腹外侧膝状体（vLGN）中发现了一个新的大脑回路。神经科学家发现，当这一大脑区域的活动受到抑制时，动物更有可能寻求安全并远离感知到的危险，而vLGN神经元的激活则完全消除了对威胁的逃离反应。

面对感官刺激，动物可能会采取行动或视而不见，这取决于当时的环境或以往的经验。比如，巨响和强光可能会引起恐惧反应。但如果你以前观看过烟花，你的经验可能会阻止此类反应，让你无所畏惧地观看。不过，如果你碰巧待在战区，那么你的恐惧反应可能会大大增加。

以往的研究表明，许多大脑区域参与了处理威胁刺激和调节恐惧反应，但是这些反应是如何被控制的，具体机制仍不清楚。这种控制是至关重要的，因为它的损伤可能会导致焦虑症，比如恐惧症或创伤后应激障碍（PTSD）。此时，大脑中与恐惧和焦虑相关的回路被认为变得过度活跃，导致恐惧反应的病理性增加。

伦敦大学学院塞恩斯伯里威康中心（Sainsbury Wellcome Centre）的Sonja Hofer教授领导团队开展了一项新研究。他们采用了一个成熟的实验模式，即小鼠对头顶上不断扩大的黑影做出反应，逃到避难所。这种逼近的刺激模拟了捕食者从上方向小鼠移动。

研究人员发现，vLGN可以根据动物通过先前经验获得的知识以及对当前环境中风险的评估来控制逃跑行为。当小鼠没有预料到威胁并感到安全时，vLGN中抑制性神经元的活性很高，这反过来又可以抑制威胁反应。相反，当小鼠预料到危险时，这些神经元的活性就很低，这使得小鼠更有可能逃跑并寻求安全。

“我们认为，vLGN也许是作为一个抑制门（inhibitory gate），根据动物的以往经验设置了对潜在威胁刺激的敏感性的阈值，”Hofer实验室的博士生、这篇论文的第一作者Alex Fratzl说。

研究人员关注的下一个难题是确定vLGN与大脑中的哪些区域相互作用，以实现对防御反应的抑制。他们已经确定了一个这样的大脑区域，也就是中脑上丘。

Sonja Hofer表示：“我们发现，vLGN专门抑制对视觉威胁做出反应的上丘神经元，从而特异性阻断大脑中相关的调节通路。视觉威胁指的是动物看到可能会构成危险的东西，比如不断靠近的捕食者。”

虽然人类不必担心捕食者，但在某些情况下，他们也会有本能的恐惧反应。因此，临床科学家希望有朝一日能够确定人类相应的大脑回路是否具有类似的功能，这对创伤后应激障碍和其他焦虑相关疾病的治疗具有临床意义。

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Alex Fratzl, Alice M. Koltchev, Nicole Vissers, Yu Lin Tan, Andre Marques-Smith, A. Vanessa Stempel, Tiago Branco, Sonja B. Hofer. Flexible inhibitory control of visually evoked defensive behavior by the ventral lateral geniculate nucleus. Neuron, 2021; DOI: 10.1016/j.neuron.2021.09.003