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麻省理工学院的神经科学家确定了驱动愉悦行为的大脑回路

时间：2022-01-12 11:25:03 来源：

麻省理工学院的神经科学家发现了大脑回路，该回路驱动人们认为与恐惧有关的大脑区域的愉悦行为。

科学家们长期以来一直认为，位于大脑深处的中央杏仁核与恐惧和对不愉快事件的反应有关。

但是，麻省理工学院的神经科学家团队现在已经发现了这种结构中的电路，该电路可以响应奖励事件。在对小鼠的研究中，用某些刺激激活该电路使动物进一步寻求这些刺激。研究人员还发现，研究人员还发现了一个控制恐惧事件反应的回路，但是杏仁核中央的大多数神经元都参与了奖励回路。

“令人惊讶的是，积极行为促进子集如此丰富，这与该领域的许多人的想法背道而驰”，皮肯生物学和神经科学教授，RIKEN-MIT神经中心主任Susumu Tonegawa说。 Picower学习与记忆研究所的电路遗传学。

音川是这项研究的资深作者，该研究发表在3月22日的《神经元》杂志上。该论文的主要作者是研究生Joshua Kim和Zhang Xiangyu。

驾驶行为

该论文建立在去年发表的一项研究的基础上，Tonegawa的实验室在杏仁核的不同部位（称为基底外侧杏仁核（BLA））中识别出两个不同的神经元群体。对这两个种群进行了基因编程，以编码恐惧或幸福的回忆。

在那项研究中，研究人员发现，编码正记忆和负记忆的神经元将信息传递到中央杏仁核的不同部位。在他们的新工作中，他们着手进一步阐明两个BLA种群与中央杏仁核的联系，并确定从BLA接收信息的中央杏仁核细胞的功能。

首先，研究人员分析了中央杏仁核神经元的遗传特征，并根据它们表达的遗传标记和解剖位置将其分为七个组。然后，他们使用光遗传学（一种允许他们用光控制神经元活动的技术）来研究每个群体的功能。

研究人员发现这些人群中有五个刺激了与奖励相关的行为：当老鼠暴露在光线下时，老鼠反复寻求更多的光线照射，因为这些神经元正在驱动奖励电路。这些相同的人群都从BLA中的积极情绪单元接收输入。

另一组神经元是与恐惧相关的先天和记忆行为的基础，而与恐惧或奖赏相关的行为并不需要最后一组神经元。

研究人员说，这一发现与人们普遍认为中央杏仁核主要参与与恐惧有关的行为相矛盾。

“人们通常将中央杏仁核泛化为与恐惧相关的结构。他们认为这与焦虑和恐惧相关的反应有关。”金说。“但是，看起来整个结构似乎主要参与了食欲行为。”

他们说，研究人员不能排除杏仁核中央某些尚未发现的细胞控制负性行为的可能性。Tonegawa说：“但是，到目前为止，我们已经鉴定出的细胞占中央杏仁核的90％以上。”“如果还有其他一些负面行为的单元格，那只是一小部分。”

华盛顿大学生物化学教授理查德·帕尔米特（Richard Palmiter）表示：“过去20年间有关杏仁核的大多数研究都集中在核中枢杏仁核在调节厌恶反应中的作用。”研究。“ Tonegawa实验室整理了一篇惊人的论文，它将改变科学家对杏仁核中央核的思考方式。”

令人惊讶的电路

在另一个令人惊讶的发现中，研究人员发现，他们在中央杏仁核中识别出的与恐惧有关的神经元不会直接向大脑中被认为从中央杏仁核接收与恐惧相关的输入的部分发送消息。大脑的这一部分称为导水管周围的灰色（PAG），位于大脑干中，在响应疼痛，压力和外部威胁时发挥作用。

这些中央的杏仁核细胞在哪里发送它们的输出，以及在其他地方停止后是否最终到达PAG仍是未知数。Tonegawa的实验室现在正在尝试进一步追踪这些电路，以找出它们的去向。

研究人员还研究了BLA神经元在恐惧消退中的作用，这是重写恐惧记忆的过程，以便使它们与更积极的感觉相关联。这种方法通常用于治疗诸如抑郁症和创伤后应激障碍等疾病。

这项研究是由美国国立卫生研究院，理肯脑科学研究所，霍华德·休斯医学研究所和JPB基金会资助的。

出版物：Joshua Kim等，“中央杏仁核神经回路的食欲行为”，《神经元》，2017年； doi：10.1016 / j.neuron.2017.02.034


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