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浙大发现老鼠大脑中的恐惧开关

2016.1.06

  每个人都有自己恐惧害怕的东西,有人怕躲在暗处的蛇,有人怕毛毛虫。浙江大学医学院神经科学研究所段树民院士和汪浩研究员领衔的团队,昨天发表一项世界级的科研成果,研究的对象就是“恐惧”。

  他们发现,老鼠大脑中有两类关键的神经元,对控制老鼠因为气味导致的先天性恐惧,起决定性作用。发现这个恐惧的开关,为以后治疗恐惧诱发的焦虑症和抑郁症,提供了新思路。

  北京时间1月5日凌晨0点,他们的研究成果在《Nature Neuroscience》(《自然-神经科学》)上在线发表。

  老鼠的恐惧可以人为控制

  昨天,段院士和汪研究员为我们展示他们的研究成果——

  在一个透明的塑料箱子里,关着一只老鼠。它的脑子上,插着一根光纤,这根光纤直接埋在小鼠脑子里。插着电线的老鼠,样子有点滑稽,在箱子里很活跃地东闻闻,西嗅嗅,放松自在的样子。

  研究人员开始在塑料箱侧壁的一个培养皿里,放一种液体化合物“TMT”。汪浩研究员说,TMT是一种来自红狐狸尿液的化合物,老鼠是非常害怕红狐狸的,因为红狐狸要吃老鼠,是老鼠的天敌。老鼠哪怕仅仅闻到红狐狸的尿味,也会惊恐万分。

  不到一分钟时间,TMT的气味散发开了,嗅觉灵敏的老鼠闻到了气味。原先很活泼的老鼠,开始移动到离TMT最远的一个角落,全身不动,只有尾巴还在微微抖动。仪器监测发现,老鼠的心率、血压上升,血液中应激激素含量飙升,这表明老鼠正处于极度恐惧中。

  这个时候,研究人员开始通过老鼠头顶的光纤,刺激老鼠大脑中主管恐惧的神经核团。头顶的导线亮了几下。非常神奇,老鼠又恢复了原先活蹦乱跳的样子,东闻闻,西嗅嗅,甚至耸动着鼻子,去打量了一下原先很害怕的TMT。这就是老鼠从不害怕,到恐惧,再到不害怕的全过程。

  像控制水流大小一样控制恐惧

  段树民院士介绍,人或者动物的恐惧可以分两种。一种是先天性恐惧,比如老鼠怕猫。一种是后天形成的,比如“一朝被蛇咬,十年怕井绳”。

  现在科学家们对先天性恐惧的大脑里深层次原因,知道得非常少。浙大科研团队的这项研究,就是专门针对动物的先天性恐惧。科研团队花了近三年时间,才取得这一成果。

  三年时间里,研究团队利用光遗传学、动物行为学和病毒逆向追踪等方法,对老鼠的大脑进行研究,重点是研究老鼠大脑脑干这一重要器官。最终发现了两个重要的神经元亚型“PV阳性”、“SOM阳性”,它们是控制恐惧情绪的开关。这两类神经元都是抑制性的,位于老鼠大脑脑干的LDT(背外侧被盖区)。

  段树民院士解释,“当我们抑制“PV阳性”时,小鼠就会变得‘胆大’,红狐狸尿味不再让它‘闻风丧胆’。而即使在没有红狐狸尿味的环境下,只要激活这种神经元,小鼠都会产生逃避、心跳加速、失禁等恐惧症状。而另一种亚型神经元‘SOM阳性’,调节作用与‘PV亚型神经元’相反,激活‘SOM阳性’神经元亚型时,老鼠就会胆大包天。”

  这项老鼠大脑科学的基础研究,会给人类带来什么样的意义?

  段树民院士说,过度的恐惧,是焦虑甚至更严重的抑郁症等精神疾病的原因。这类精神疾病,已经成为影响人类健康的杀手。直接用技术手段,从生理上调控恐惧,也许会给这些疾病的治疗带来新希望。这是一个全新的领域,美国也有科学家在做类似研究。

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