歡迎來到蘇州红杏视频污破解版生物科技有限公司網站!
聯係電話:13501678399
撥號400-839-0899

你的位置:首頁 > 技術文章 > 揭示大腦神經元調控恐懼記憶消除 ——inscopix神經元超微鈣成像

技術文章

揭示大腦神經元調控恐懼記憶消除 ——inscopix神經元超微鈣成像

技術文章

揭示大腦神經元調控恐懼記憶消除的冰山一角

——inscopix神經元超微鈣成像係統應用

當人類遭遇自然界中的災難或發生在親人身上的不幸時,人們的內心會感受到巨大的恐懼。這種心理的應激創傷需要時間的平複和當事人的心理建設,才會慢慢克服,從而迎接新的生活。但人們在進行心理狀態的恢複時,不同的人會表現出不同的恢複速度。有的人很快就能從打擊中振作起來,重新迎接新的生活。有的人就很長時間走不出來,甚至伴隨其一生。人們從各種方麵對這種情況發生的原因進行探索,科學家從生物學的角度也對其進行了大量研究。

科學家之前已經對這種情況進行大量的研究。人類對恐懼的獲得是通過對一些事情的經曆從而形成一些條件發射,之後再次觸發就會使人感受到恐懼。就像人類對恐懼的獲得一樣,恐懼的消除也是需要經曆一種學習過程,通過這種學習,新習得的事物會形成新的反射從而抑製之前的由恐懼造成的條件反射。

最近,科學家在小鼠大腦中發現,一類神經元對恐懼的消除具有某種調節作用。

在之前的研究中,人們發現,在恐懼記憶的消除過程中,消除記憶訓練的時間選擇對消除恐懼記憶的效果有很顯著的影響。如果在恐懼記憶形成之後,即時進行消除訓練的話,消除的效果和在更遲一些的時間進行消除訓練相比,效果明顯不好。研究人員通過測量恐懼信號發出時,小鼠因恐懼而“定住”的時間長短判定恐懼消除的效果。

對於這種即時消除訓練的效果不佳,科學家也進行了研究。有證據表明,去甲腎上腺素能和促腎上腺皮質激素釋放因子(CRF)都參與了即時消除缺陷背後的神經回路的調節,但是,參與到早先恐懼記憶中的神經元對即時消除缺陷的有什麽貢獻還不清楚。研究人員猜測在CeA中的表達CRF的神經元(CeA-CRF neuron),對這種即時消除恐懼記憶時的缺陷有調節作用。

為了知曉小鼠神經結構上的先天因素,對小鼠的大腦進行了植入式的神經鈣活動成像實驗。在實驗全程進行信號記錄觀察,所用的儀器是由红杏视频Tv在线观看生物科技引進中國並始終代理的inscopix公司的nVista&nVoke微型顯微成像設備。這個設備可以在小鼠進行行為學實驗及自由活動期間對其大腦內的神經鈣活動信號進行實時觀察及記錄。整個顯微鏡埋植在小鼠頭骨上,由一根自聚焦透鏡深入腦內部,根據透鏡長度可以進行表麵大腦皮層的觀察和深部腦區如海馬,紋狀體等的觀察。透鏡有0.5mm、0.6mm、1mm直徑的選擇,整個透鏡重約2克,小鼠完全可以在清醒狀態下進行各種自由行為活動。根據調整內部液體透鏡的電子對焦,其焦平麵變化可變範圍達300微米,借助鈣指示病毒表達的綠色熒光蛋白可以清晰顯示神經元胞體、軸突的脈衝式鈣活動,反映神經環路中的具體實時活動。

研究人員利用突觸阻斷劑將實驗小鼠CeA-CRF神經元的功能阻斷。在之後進行的即時消除和延遲消除實驗中,實驗組小鼠的恐懼消除在即時和延遲消除中均得到極為顯著的效果,對照組則在即時消除中沒有明顯改變,在延遲消除中也沒有得到像實驗組即時消除的顯著性(圖1)。

(圖1)

而對於其中小鼠CeA-CRF神經元表達的CRF的調控作用,研究人員在轉基因小鼠中,利用注射帶有Cre基因的病毒的策略,將小鼠神經元中的CRF基因敲除掉,之後進行即時消除和延遲消除的實驗。發現在恐懼測量中,和對照相比,CRF敲除的小鼠“定住”的情況明顯減少,小鼠恐懼程度顯著減輕了(圖2)。

(圖2)

兩個實驗說明CeA-CRF神經元對恐懼的消除有確實的調控作用,而調控作用如前人研究所述,有其表達的CRF參與。

為了得到這一邏輯的必要性,研究人員對采用DREADD操縱CeA-CRF神經元的抑製和興奮,通過分別注射特定的抑製型受體和興奮型受體,然後藥物處理使其神經元達到抑製和興奮的目的。實驗發現,在神經元受到抑製的情況下,即時消除也能得到極好的恐懼消除效果。而相反的,在神經元興奮的情況下,延遲消除也不能有效的去除小鼠的恐懼狀態(圖3)。

(圖3)

前麵的方法是通過傳統的實驗方法進行研究的,而現在有了鈣活動成像的技術,可以在單個神經元水平上,直觀的觀察到神經元的活動,並且通過神經元鈣活動成像與行為學實驗結合,可以研究神經元活動與動物行為之間的直接相關性,為研究功能性的腦神經活動提供了絕佳的技術工具。

研究人員將Cre依賴的編碼鈣指示蛋白基因的AAV病毒注射進CRF-Cre小鼠的CeA區域,這樣就標記了該區域的CeA-CRF神經元,之後在與先前相同的小鼠行為實驗的適應期,恐懼獲得期,恐懼消除期,恐懼喚起期,4個區間觀察小鼠CeA的神經元鈣活動並記錄其活動信號。在實驗記錄和後麵的分析中發現,在恐懼消除和恐懼喚起兩個區間裏,即時和延遲的鈣活動強度之間有顯著性的差別。並且在這兩個時期可以較準確的識別出細胞狀態(圖4)。

(圖4)

將實驗中記錄到的神經元在4個實驗區間內的鈣活動信號按時間進行縱向的分析,可以觀察到,在前期記錄到有鈣活動的神經元隨著實驗的進行,活動神經元數量不斷減少,鈣活動強度也會變化。在即時消除組的消除期間,鈣活動強度沒有顯著降低,但在延遲組的消除期鈣活動強度顯著減低。在條件反射喚回恐懼時,即時組的鈣活動強度有響應性的增強,而延遲組的鈣活動強度增強不明顯(圖5)。

(圖5)

而在之後通過光遺傳的方法直接抑製CeA-CRF神經元的活動,實驗組小鼠與對照組相比,“定住”更少,害怕的程度更小了(圖6)。

(圖6)

而通過光遺傳方法激活CeA-CRF神經元,則小鼠在恐懼獲得後即便在經過24小時的平複,再次消除之後,恐懼喚回時的恐懼水平依然很高(圖7)。

(圖7)

實驗結果充分的證明了CeA-CRF神經元對恐懼消除的關鍵性調控作用。鈣活動成像技術在闡明單個神經元與小鼠行為學表現之間的直接關係上,更加的直觀和有說服力。

研究結果證明了在小鼠體內有特定神經元調控著恐懼記憶的消除,並且這些神經元的活動與恐懼消除的效果直接相關。可以猜測,人體內也有相似的機製控製著人類對創傷恐懼記憶的遺忘,遺忘的不同表現或許是出於先天。

??
在線谘詢
QQ客服
QQ:2233104994