我们的生存取决于我们对威胁的反应。众所周知,杏仁核是调节恐惧的核心。但是,对于来自我们五个感觉器官的线索在到达杏仁核之前是如何处理的,甚至是否会被处理,我们知之甚少。
发表在《细胞报告》杂志上的一项研究确定了丘脑和脑干中两个不同的神经元群,它们被来自感官的威胁线索激活。这两个群体都表达一种叫做CGRP(降钙素基因相关肽)的蛋白质。该研究表明,这些神经元簇形成两条平行通路,将威胁性感觉线索组合成一个综合信号,将统一信号标记为“负面”,并将其传送到杏仁核的两个非重叠区域。这有助于形成引起恐惧的不愉快记忆。
文章中发表的研究结果(“一种将多感官先天威胁线索控制到杏仁核的中央警报系统”)可能会导致针对创伤后应激障碍(PTSD)、超敏反应、自闭症、偏头痛和纤维肌痛的新疗法。
该研究的资深作者、索尔克研究所克莱顿基金会肽生物学实验室的助理教授SungHan博士说:“我们发现的大脑通路就像一个中央警报系统。我们很高兴地发现CGRP神经元会被来自所有五种感官(视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉)的负面感觉信号激活。识别新的威胁途径为治疗与恐惧相关的疾病提供了见解。”
目前的研究表明,具有生存优势的综合通路的存在破坏了主流观点,即每种感觉的不同通路独立地将线索传递到大脑的分散区域。早期的研究还表明,杏仁核从表达CGRP的大脑区域接收大量传入信号,CGRP是一种与厌恶相关的肽。
研究人员在装有光纤的自由移动小鼠中进行了微型单细胞钙成像实验,以记录CGRP神经元活动。这使他们能够识别与每种感觉刺激相关的神经元路径。他们还使用不同的荧光标记进行逆行追踪,以确定信号离开丘脑和脑干时的路径。此外,该团队还进行了行为实验,以评估抑制或激活每条通路时的恐惧反应。
“虽然在这项研究中使用了小鼠,但相同的大脑区域也在人类中大量表达CGRP,”Han说。“这表明这里报告的电路也可能与威胁感知相关的精神疾病有关。”
博士后SukjaeKang博士说:“偏头痛也可能激活丘脑和脑干中的这些CGRP神经元。阻断CGRP的药物已被用于治疗偏头痛,所以我希望,我们的研究可以成为使用这种药物来缓解PTSD中的威胁记忆或自闭症中的感觉超敏反应的基础。”
在未来的实验中,Han的团队打算了解CGRP信号异常在偏头痛、PTSD和自闭症期间两个平行回路中的作用。