華人學者新發(fā)現(xiàn)：為啥有些聲音讓人害怕？

　　威正翔禹生物viansaga導讀：很多人在聽到警報聲，或者恐怖電影中的音樂時會自動產(chǎn)生害怕或恐懼的感覺，那么你有沒有想過這種聯(lián)系是怎么建立起來的呢？這其實是神經(jīng)科學家們一直以來在探索的一個問題。直到最近，一項來自美國埃默里大學（Emory University）的研究開始揭開了這個問題的答案。科學家們發(fā)現(xiàn)，位于神經(jīng)細胞外的一種稱之為“神經(jīng)周圍網(wǎng)格（Perineuronal Net）”的結構中的變化，對于建立聲音和恐懼感之間的聯(lián)系，以及將其儲存在記憶中，發(fā)揮著至關重要的作用。這項研究發(fā)表了在最近的神經(jīng)科學權威學術期刊《Neuron》雜志上。

　　聲音條件恐懼反射是條件反射的一種，當聽到某種特定的聲音時便會產(chǎn)生恐懼感，對于許多人來說這都是正常的生理現(xiàn)象。而這種反射的失調(diào)也會導致精神疾病，最典型的例子是創(chuàng)傷后應激綜合征（PTSD），該病患者對于特定的聲音刺激會產(chǎn)生過度的反應，并出現(xiàn)回避、暴力、思維混亂等癥狀。因此，找到聲音條件恐懼反射產(chǎn)生的機制，就有可能會這些患者帶來新的治療方法。

　　經(jīng)典的神經(jīng)生物學研究認為，大腦中的杏仁核是產(chǎn)生恐懼的主要部位。不過，最近越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，聲音條件恐懼反射的產(chǎn)生以及相應記憶的形成，與聽覺皮層有密不可分的關系。聽覺皮層被發(fā)現(xiàn)能夠長期儲存引起恐懼反應的聲音信號，在重新受到該聲音刺激時，便向杏仁核發(fā)出信號，產(chǎn)生恐懼感。但是，大腦皮層如何儲存這些相關的聲音信號記憶并不為人所知。

　　為了研究聲音條件恐懼反射產(chǎn)生的機制，來自埃默里大學的科研人員使用了一種小鼠的恐懼反射模型。為了在小鼠中建立這種反射，他們先給小鼠聽一個特定的聲音，隨后對小鼠進行電擊以產(chǎn)生痛感。如此反復10次以后，小鼠就能建立起該聲音和電擊之間的聯(lián)系，并形成記憶。當再次給小鼠播放該聲音時，小鼠因為害怕遭到電擊而一動不動，進入凍結的狀態(tài)，不管它是否會真的遭到電擊。而這種記憶能夠在小鼠內(nèi)存在數(shù)天之久。

　　科研人員首先檢測了小鼠聽覺皮層內(nèi)在初次建立恐懼反射后4個小時之內(nèi)的基因表達變化狀況，這4個小時是聲音條件恐懼反射記憶形成最關鍵的時期。出乎意料的是，他們發(fā)現(xiàn)表達量變化**的基因中包括了蛋白聚糖家族的多個基因，在這段時間中，蛋白聚糖的表達量明顯上升。蛋白聚糖是細胞外基質(zhì)的主要的組成部分，它們能夠形成類似于軟骨一樣的稱之為神經(jīng)周邊網(wǎng)格的網(wǎng)格狀結構。通常神經(jīng)周邊網(wǎng)格被認為對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和神經(jīng)突觸的形成及成熟起結構上的支持作用，在成年動物中它們的結構較為穩(wěn)定，并不發(fā)生很大的變化。而在這項研究中，小鼠聽覺皮層的神經(jīng)周邊網(wǎng)格在恐懼反射的形成中相當活躍，其組成部分蛋白聚糖的表達量在反射建立后的4個小時達到**，并在24小時后恢復到原水平。

　　然后，科研人員使用了軟骨素酶破壞了神經(jīng)周邊網(wǎng)格的結構，來研究它對于聲音條件恐懼反射形成的作用。他們發(fā)現(xiàn)，沒有了神經(jīng)周邊網(wǎng)格的小鼠，在恐懼反射形成后30分鐘再聽到聲音刺激時，表現(xiàn)出了與預期一致的凍結行為。但是，當24小時之后再進行同樣的測試時，這種凍結行為消失了。也就是說，這些小鼠能夠形成正常的聲音條件恐懼反射，但是，它們不能形成對于這種反射的記憶。

　　科研人員就此得出的結論是，聽覺皮層的神經(jīng)周邊網(wǎng)格對于恐懼反射的形成沒有作用，但是對于將該反射進行記憶儲存有不可或缺的作用。這一結果再次出乎了科學家們的預料，因為傳統(tǒng)觀點認為，失去了神經(jīng)周邊網(wǎng)格之后，神經(jīng)細胞變得更為自由，因此更易于形成新的突觸，從而增強記憶形成。這項研究的結果顯示，神經(jīng)周邊網(wǎng)格與突觸之間的聯(lián)系并沒有那么簡單。神經(jīng)周邊網(wǎng)格至少對于恐懼反射的記憶形成起著關鍵的作用。

　　這項研究結果增加了我們對于大腦記憶形成過程的認識，發(fā)現(xiàn)了在收集新信息和轉化為記憶的過程中的關鍵時間段的機制。此外，這項研究對于治療像創(chuàng)傷后應激綜合征這樣的疾病也有重要的意義。研究的共同通訊作者之一、埃默里大學生物系副教授Robert   Liu博士表示：“這意味著在人經(jīng)歷創(chuàng)傷后可能會有一個時間窗口，在這段時間內(nèi)你可以給他們一種藥物，減少大腦特定區(qū)域的活動，這有可能阻止特定創(chuàng)傷記憶的形成。”

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　　參考資料：

　　[1] Mouse study suggests how hearing a warning sound turns into fearing it over time

　　[2] Perineuronal Nets in the Adult Sensory Cortex Are Necessary for Fear Learning