学会了安全,压力为何又让小鼠戒备起来
急性压力使小鼠重新对安全线索僵住。丘脑室旁核活动与前额叶抑制网络参与这一变化,影响的既可能是学习时的形成,也可能是已有安全记忆的当下表达。
已经知道某个声音不预示危险,经历压力后,小鼠为什么又对它戒备起来?2024年1月5日发表于 Neuropsychopharmacology 的研究,从安全学习追向丘脑室旁核(PVT)与前边缘皮层(PL)的联系。结果显示,压力可以抬高安全线索引起的PVT响应,让原本受到抑制的恐惧重新表现出来。重要的变化并不总是记忆消失:有些干预停止后,动物又能用上此前学会的安全信息。
PVT激活可妨碍安全学习,并暂时增加已有安全记忆下的恐惧表现。应激相关PVT细胞和PL生长抑素细胞参与调节;单独抑制PVT却未显著增强正常安全记忆形成。
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两种声音,逐渐获得不同意义
最初的条件化之后,两种声音都能引起较高的僵住反应。随后,研究让一种声音持续预告不利结果,另一种声音不再伴随该结果。小鼠逐渐区分它们:安全声音下的僵住减少,甚至低于线索间隔期,危险声音仍引起较强反应。
这与把全部威胁线索都变得无害有所不同。动物需要在危险仍然存在的情况下,学会什么时候可以减少防御。相比之下,较弱的初始条件化本身就能形成更好的线索区分,说明此前经历也会改变安全学习的起点。
来源:Wang Z et al. · Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology · CC BY
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安全线索下,丘脑响应也降下来
PVT兴奋性群体对多种急性应激事件都有钙响应。进入安全学习任务后,最初两种声音引起的群体响应相近;学会区分以后,安全声音的响应明显小于危险声音。行为上的放松,伴随着这组细胞对线索的不同反应。同一类线索能在学习前后获得不同神经响应,使PVT更像随经验调整反应的节点,而不只是被外界强度推动的报警器。
这一变化把问题推向了因果检验:如果把PVT活动重新抬高,安全信息还能否指导当下行为?如果在学习之前改变活动,又会不会影响之后形成的区分?研究将这两个时段分别展开。
学习时与学会后,活动升高有不同后果
学会之后激活PVT,安全声音引起的僵住增加,随后复测又下降。激活投向PL的PVT细胞群也出现类似可逆变化;这些实验改变的是投射定义的来源细胞群,而非仅在PL内操作末梢。
如果在安全学习期间激活PVT,之后的测试也更难区分安全与危险线索。不过,单独抑制PVT并没有显著改善正常学习。这表明活动过高可以干扰该过程,降低活动却不会自动让安全记忆更强。
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急性压力,让安全声音重新牵动PVT
经历急性束缚应激后,小鼠对安全声音的僵住增加,区分指数下降,同时PVT的线索钙响应增强。面对同一条此前已学过的线索,动物当下表现出的防御发生了改变。
在抑制PVT的条件下,应激前后的僵住与区分指数未出现显著变化。与压力后的响应增强相结合,这项干预把PVT活动与安全记忆在压力下的表现联系起来。
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把镜头缩小到应激时活跃的细胞
团队进一步标记应激期间活跃的PVT细胞。这组细胞在尚未学会安全区分时,对两种声音响应相近;学习后,对安全声音的响应减小。压力相关群体同样会随学习调整对线索的反应。
学会后再激活这组细胞,安全声音下的僵住暂时增加,停止激活后回落。应激后测试时抑制它们,各次测试的僵住和区分指标则没有显著改变。活动依赖标记让调节作用进一步指向与压力经历相关的细胞群。
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前额叶里,一组抑制细胞牵动另一组
PL的生长抑素(SOM)细胞也随安全学习减少对安全声音的响应。激活它们,会让小鼠重新对安全声音僵住;与此同时激活PVT、抑制PL的SOM细胞,PVT通常带来的促僵住效应没有显著出现。
另一项组合实验中,同时激活PVT与PL的小清蛋白(PV)细胞,小鼠仍保持线索区分。结合既有局部连接证据,作者提出SOM抑制PV、削弱安全相关抑制的模型;前额叶“抑制”内部,也有彼此制约的层次。
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压力改变的,可能是调用安全信息的方式
实验使用成年小鼠,主要回路分析在雄鼠中完成,部分PVT或SOM激活实验在雌鼠中也见到相似方向。研究显示,安全学习不仅需要记住“不会发生什么”,还需要在新的状态下,继续让这条信息影响行为。
可逆的僵住变化尤其有意思:压力相关网络可以暂时压过已经学会的区分,而不必把安全经历从脑中抹去。形成一段安全记忆与在压力下用好它,因而是相连却不同的两个环节。