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恐惧记忆还在成形时,外周阻滞牵动脑内回路

Translational psychiatry · 2025-05-17

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Translational Psychiatry · 研究前沿

恐惧记忆还在成形时,外周阻滞牵动脑内回路

雄性小鼠研究发现,学习后不久的星状神经节阻滞减弱后续声音引出的冻结反应,蓝斑—杏仁核活动和局部去甲肾上腺素信号也随之改变。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

一个原本普通的声音,经历过与危险的配对后,也能让小鼠停住脚步。这样的联系怎样从刚发生的经历,变成第二天仍会出现的防御反应?发表于 Translational Psychiatry 的研究,在学习后的不同时间阻滞外周星状神经节,发现后续声音引出的冻结反应随时机而变化。更引人注意的是,变化还出现在脑内:蓝斑与杏仁核的活动降低,当地去甲肾上腺素信号也减弱。外周的一次调节,由此接上了恐惧记忆形成中的神经网络。

关键发现

学习后立即或半小时的星状神经节阻滞减弱后续冻结,较晚干预没有同样效果;提高蓝斑—杏仁核活动或调节杏仁核去甲肾上腺素,又能增强相关反应。

阅读目录 · 7个部分

普通声音,获得了新的意义

研究让雄性小鼠经历声音与足部刺激的配对。第二天在另一处环境中,只播放声音,小鼠便会出现冻结,也就是除呼吸之外暂时停止运动。过去经历赋予了声音新的意义,而冻结时间提供了观察这段联系的行为窗口。

星状神经节位于外周交感网络中,与头颈、上肢等区域的交感调节相关。这篇工作将局部阻滞放在学习之后,考察它能否影响随后对声音的反应,并继续追踪与变化相关的脑内活动。问题从外周开始,逐步走向记忆网络。

学习后不久,是变化更明显的窗口

学习后半小时进行阻滞,小鼠在次日测试时冻结更少。单独麻醉、或麻醉加盐水注射,没有产生同样改变;旷场中的移动总距离也没有显著差异。声音引出的反应减弱,发生在所测自主运动相近的背景下。

进一步比较时机,学习后立即干预也有作用,六小时或二十四小时后则没有显著差异。这种时间依赖符合记忆在早期逐渐稳定的过程:刚经历的联系还在成形,外周调节在这个阶段更容易影响后续表现。

原论文图 1不同对照下的声音冻结反应
不同对照下的声音冻结反应
原论文 Figure 1:学习后半小时阻滞减少后续冻结,单独麻醉及盐水对照没有同样变化;其他时间窗口比较见原文补充资料。
来源:Wang Z et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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顺着外周网络,找到蓝斑

从星状神经节开始的跨突触逆向追踪,在蓝斑(LC)找到标记细胞,其中一部分同时带有去甲肾上腺素相关标记。追踪结果把外周交感节点与脑干网络联系起来,提示两处能够通过神经网络相接。

蓝斑向多个脑区发送去甲肾上腺素相关信号,参与觉醒、压力及行为状态调节。研究接着问,阻滞外周节点之后,这个脑内信号来源会怎样响应已经学会的声音?外周与脑内的关系,因此从结构联系走向动态活动。

原论文图 2外周节点与蓝斑的追踪联系
外周节点与蓝斑的追踪联系
原论文 Figure 2:星状神经节跨突触逆向追踪在蓝斑出现标记,部分细胞与去甲肾上腺素相关标记共定位。
来源:Wang Z et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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声音再次响起,蓝斑与杏仁核响应变弱

阻滞组蓝斑去甲肾上腺素细胞的 c-Fos 活动标记较少,测试中声音引出的群体钙响应也较低。相同线索进入脑内之后,细胞群的响应强度发生了变化。两类观察从不同时间尺度,给出了相近方向的结果。

基底外侧杏仁核(BLA)是蓝斑的一处下游区域,也参与情绪线索与记忆的加工。阻滞后,BLA 兴奋性细胞的活动标记减少;与学习经历相关、被标记出来的细胞,在离体记录中自发放电频率也较低。变化由信号来源延伸到了记忆相关区域。

原论文图 4杏仁核活动标记与细胞放电
杏仁核活动标记与细胞放电
原论文 Figure 4:BLA 兴奋性细胞活动标记减少,学习相关标记细胞的自发放电频率降低。
来源:Wang Z et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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杏仁核周围,去甲肾上腺素信号减弱

研究还观察了 BLA 中的去甲肾上腺素相关荧光信号。测试声音出现后,两组都有响应,阻滞组的平均信号变化却较小。这让细胞活动与递质动态相互呼应:蓝斑响应变弱的同时,下游区域检测到的信号也减弱。

去甲肾上腺素能够改变局部神经元与突触对信息的响应。这里观察到的动态变化,为外周阻滞、脑内活动和冻结行为之间增加了一层化学线索,也促使研究继续检验:把相关信号提高,行为是否会跟着变化?

原论文图 5测试时的去甲肾上腺素相关信号
测试时的去甲肾上腺素相关信号
原论文 Figure 5:测试线索引出 BLA 的递质相关荧光响应,阻滞组的平均变化较小。
来源:Wang Z et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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回忆时提高活动,声音反应又增强

在阻滞小鼠回忆测试时,提高投向 BLA 的蓝斑相关细胞活动,冻结比例增加;直接在 BLA 激活来自蓝斑的末梢,也有相同方向的变化。声音引出的防御反应,仍会受到测试时这条联系活动状态的影响。

学习后另做局部药理调节,也得到对应结果:压低蓝斑活动或阻断 BLA 的 β 肾上腺素受体,后续冻结减少;提高蓝斑活动或在 BLA 补充去甲肾上腺素,则增强阻滞组的相关表现。细胞、末梢与递质层面的结果,在不同干预窗口中相互呼应。

原论文图 6回路与递质调节后的冻结表现
回路与递质调节后的冻结表现
原论文 Figure 6:回忆期回路激活增强阻滞组冻结;学习后蓝斑及 BLA 局部药理调节也改变后续表现。
来源:Wang Z et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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从外周调节,看到记忆网络的时间性

这项雄性小鼠研究把学习后的外周阻滞,与蓝斑—杏仁核活动、去甲肾上腺素动态及线索冻结联系起来。早期阻滞的时间依赖提示记忆稳定过程受到影响,而回忆期的回路激活又显示,当下的网络状态能够改变行为表达。

一段经历成为后来的反应,需要不同阶段的活动共同参与。研究带来的新视角,是外周交感调节也能进入这个过程。它为理解条件性恐惧提供了回路线索,临床创伤后症状中更复杂的记忆与情绪变化,仍需在相应研究中继续追踪。

论文信息

Wang Z, Liu Z, Yu Y, Sun Y, Zhang Y, Gao K, Cao J, Wang L, Zhu Y.
Stellate ganglion block diminishes consolidation of conditioned fear memory in mice by inhibiting the locus coeruleus to the basolateral amygdala neural circuit
Translational psychiatry · 2025-05-17
DOI: 10.1038/s41398-025-03383-7