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大脑是如何区分好情绪与坏情绪的?

 成靖 2023-03-23 发布于辽宁

原创2023-03-21 10:22·丘脑大叔

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吃一块巧克力蛋糕或与朋友共度时光通常会激发积极的情绪,而发生车祸或一场有困难的考试则有可能产生恐惧或焦虑的反应。

一个叫做杏仁核的大脑结构被认为负责分配这些情绪反应。麻省理工学院皮考尔学习和记忆研究所的神经科学家们现在已经确定了杏仁核中处理积极和消极情绪的两个神经元群。这些神经元将信息传递给其他大脑区域,从而启动适当的行为反应。

“我们如何判断某件事是好是坏?尽管这看起来是一个非常简单的问题,但我们真的不知道这个过程是如何工作的,”研究人员泰伊说。“这项研究告诉我们,信息流是天生的,在杏仁核层面被分为好与坏。”

她说,这些发现还可以帮助科学家更好地理解抑郁症等精神疾病是如何产生的。许多精神症状可能反映了情绪处理方面的障碍。例如,抑郁的人不会发现积极的经历是有益的,而上瘾的人不会被他们行为的消负面结果吓住。

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好的,坏的,还有杏仁核

多年来,神经科学家将杏仁核——尤其是基底外侧杏仁核——视为恐惧的处理中心。然而,最近的研究,包括泰伊在加州大学旧金山分校(University of California at San Francisco)读研究生时所做的工作,都强调了杏仁核在处理奖励方面的重要性。

这些发现提出了一个问题,即同一结构如何对积极和消极的输入做出反应,并启动适当的行为反应。基底外侧杏仁核的神经元相互交融,因此很难区分哪些神经元群可能参与不同的功能。

泰伊和同事们怀疑,他们可能能够根据大脑中其他地方的目标来区分对不同情绪做出反应的神经元群。之前的研究表明,这些神经元中的一些投射到伏隔核(在奖励学习中发挥作用),而另一些则将信息发送到杏仁核的另一个部分,即中央杏仁核。

为了确定这些群体,研究人员分别向伏隔核和杏仁核中央的靶细胞递送了绿色和红色荧光微球,称为逆向珠(retrobeads)。这些球体向后移动,直到它们到达基底外侧杏仁核的神经元,清楚地标志着两个不同的群体。

在标记这些神经元后,研究人员分析了小鼠学习恐惧条件任务或奖励任务时杏仁核的活动。在恐惧调节任务中,小鼠学会了将音调与脚震联系起来,而在奖励任务中,音调与喝含糖水配对。

第二天,研究人员测量了两个群体之间的连接强度,这些连接将感觉信息传递到杏仁核。他们发现,与伏隔核相连的基底外侧杏仁核神经元在奖励学习后接收到更强的输入,但在恐惧学习后,它们的输入减弱。连接到中央杏仁核的神经元则表现出相反的反应。

研究结果表明,这两个群体本质上是感官信息进入杏仁核的大门。Namburi说:“感官输入进入这两个群体中的任何一个,一旦学习发生,你就会将洪水转移到一个群体或另一个群体。”

研究人员随后发现,通过关闭通往恐惧回路的通路,他们不仅削弱了恐惧学习,还增强了奖励学习。

泰伊说:“这很令人兴奋,因为它表明这些群体彼此之间进行着推拉式的互动,这是有道理的,因为寻求奖励和避免威胁通常是表现相反力量的行为。”“就像你可能期望某人在枪声响起时失去食欲一样,恐惧回路的激活可能会抑制与奖励相关的行为。”

多伦多大学(University of Toronto)心理学和生理学副教授希娜·乔斯林(Sheena Josselyn)将这篇论文描述为“我们在理解大脑如何处理不同情绪方面取得了巨大进步”。

“每个人都知道我们可以学习积极和消极的经验,但从来没有人证明一个结构如何有助于编码两种截然相反的情绪结果,”乔斯林说道,“这项工作表明,每个细胞投射的位置决定了它是编码积极记忆还是消极记忆。仅仅观察细胞并不能揭示它的身份,人们必须在更广泛的通路背景下考虑细胞。”

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区分特征

一旦研究人员定义了每个细胞群的功能,他们就开始识别其他区分特征。他们只在神经元的形状和电生理特性上发现了微小的差异,但他们确实在基因表达上发现了一些有趣的差异。一些在一种细胞类型中比另一种细胞类型更活跃的基因编码受体,这些受体位于细胞表面并与传入的神经递质结合,这有助于向杏仁核传递感官信息。

研究人员对其中一种受体特别感兴趣,这种受体与一种叫做神经紧张素的小蛋白质相互作用。这种蛋白质有助于调节细胞对谷氨酸盐的反应,谷氨酸盐是加强神经元之间联系所需的主要神经递质之一。在后续研究中,他们正在调查神经紧张素在杏仁体奖赏和恐惧学习中可能发挥的作用。

泰伊说:“这代表了治疗发展的新范式。基于回路的药物发现’依赖于首先确定回路的不同组成部分是如何工作的,然后确定哪些目标可能控制它们。”

研究生Praneeth Namburi和博士后Anna Beyeler是这篇论文的主要作者。

参考链接:

https://news./2015/neurons-assign-good-bad-emotions-0429

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