Science： 如何“學(xué)會”不再害怕？視覺皮層的奇妙作用

原標(biāo)題：Science： 如何“學(xué)會”不再害怕？視覺皮層的奇妙作用
文章來源：人工智能學(xué)家
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倫敦大學(xué)學(xué)院研究：大腦如何克服本能恐懼

本文總結(jié)了倫敦大學(xué)學(xué)院發(fā)表在《Science》雜志上的一項研究，該研究揭示了動物（以小鼠為模型）克服本能恐懼的精確大腦機(jī)制，并探討了其對恐懼相關(guān)疾病治療的潛在意義。

1. 本能恐懼與抑制

   動物的本能反應(yīng)，例如面對威脅時的逃跑行為，是由腦干通路驅(qū)動的，無需學(xué)習(xí)。然而，環(huán)境變化要求動物能夠抑制不再合適的本能反應(yīng)。這項研究旨在探索動物學(xué)習(xí)抑制本能恐懼反應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。

2. 實驗設(shè)計與光遺傳學(xué)

   研究人員利用模擬猛禽襲擊的視覺誘發(fā)小鼠的逃跑行為。通過逐步增加對比度并阻擋逃生路線，迫使小鼠適應(yīng)威脅。同時，他們運用光遺傳學(xué)技術(shù)，精確操控小鼠特定腦區(qū)的神經(jīng)活動，以探究其作用。

3. 后外側(cè)高視覺區(qū)(plHVAs)的關(guān)鍵作用

   研究發(fā)現(xiàn)，抑制小鼠大腦后外側(cè)高視覺區(qū)(plHVAs)的神經(jīng)活動，會阻礙小鼠學(xué)習(xí)抑制逃跑反應(yīng)。這表明plHVAs在學(xué)習(xí)抑制本能恐懼反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。進(jìn)一步研究表明，plHVAs通過一條通往腹外側(cè)膝狀核(vLGN)的神經(jīng)通路來實現(xiàn)這一功能。

4. 腹外側(cè)膝狀核(vLGN)的可塑性變化

   研究證實，plHVAs到vLGN的投射是學(xué)習(xí)抑制本能恐懼反應(yīng)的關(guān)鍵路徑。學(xué)習(xí)完成后，plHVAs的作用不再必要，而vLGN神經(jīng)元群體內(nèi)的可塑性變化則至關(guān)重要。vLGN神經(jīng)元通過內(nèi)源性素(eCB)介導(dǎo)的長時程抑制，減少了其抑制性輸入的活動，從而更有效地抑制下游腦區(qū)活動，阻止逃跑反應(yīng)。

5. 挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀點與潛在應(yīng)用

   該研究挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點，即大腦皮層是學(xué)習(xí)和記憶的主要中心。研究發(fā)現(xiàn)，vLGN而非視覺皮層存儲了這些重要記憶。這一發(fā)現(xiàn)為認(rèn)知新皮層過程與腦干介導(dǎo)行為之間的聯(lián)系提供了線索。研究結(jié)果對開發(fā)治療恐懼癥、焦慮癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)等恐懼相關(guān)疾病的療法具有重要意義。

6. 研究不足與未來方向

   盡管該研究取得了重大進(jìn)展，但仍存在不足。對plHVAs到vLGN通路中具體的神經(jīng)元類型和分子機(jī)制的了解仍然有限。將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為人類行為和心理治療的應(yīng)用也面臨挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步研究。

總而言之，這項研究揭示了大腦如何通過視覺皮層的指令，利用特定的神經(jīng)通路和可塑性機(jī)制來學(xué)習(xí)抑制本能恐懼反應(yīng)。未來研究將繼續(xù)深入探索這些神經(jīng)通路和機(jī)制的細(xì)節(jié)，為人類心理健康和行為調(diào)控提供更深入的見解和更有效的治療方法。

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