有時人們會說,恐懼的味道是是可以聞到的,而事實上,產生恐懼的信號通常是透過多感官而來。

例如,火會散發出熱度、煙霧和氣味。 一隻從頭頂飛過去的老鷹會有陰影,並且在俯衝時發出拍打的聲音。

如果動物有辦法將來自視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺的所有感官信號輸入一個神經迴路,達到了一定的閾值,該迴路觸發大腦中稱為杏仁核的部分,啟動恐懼反應,這將有助於生存。

然而,這種神經通路的存在尚未被證實。現在一項新的研究提供了強而有力的證據,證明兩個迴路不重疊的共同作用,將恐懼帶入我們的大腦。

研究小組首先懷疑,利用一種稱為降鈣素基因相關肽 (CGRP) 分子的神經元以及大腦的「恐懼中心」——杏仁核在這一過程中發揮了重要作用。

他們在轉基因老鼠的身上測試假設,發現在兩個不同的 CGRP 神經元群腦幹和丘腦中,這些神經元與動物的杏仁核相連。

人類神經元也表達 CGRP,因此該迴路可能與偏頭痛、創傷後壓力症和自閉症譜系障礙等疾病有關。

大腦解剖切片。(Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)

研究人員為老鼠配備了一種稱為微型鏡的小型鈣成像設備,它允許科學家在老鼠自由漫遊並對其環境做出反應時追蹤 CGRP 神經元的活動。

然而,老鼠面臨威脅刺激,包括腳部受到輕微沖擊;一陣模仿雷聲的聲音;隱約可見的圓盤,模擬鳥兒在頭頂快速接近;浸泡在三甲基噻唑啉(trimethylthiazoline)中的棉質上衣,三甲基噻唑啉是狐狸糞便的一種成分,會引發囓齒動物的恐懼,以及味道苦澀的奎寧溶液。

科學家們記錄了 160 個 CGRP 神經元的活動,這兩種神經元各佔一半:CGRPSPFp 和 CGRPPBel。

他們發現,當老鼠面臨威脅性的聲音、味道、氣味、感覺和視覺提示時,大多數 CGRP 神經元的活動都會增加。神經元對控制刺激的反應沒有那麼強烈。

加利福尼亞索爾克生物研究所的神經生物學家 Sung Han 說:「我們發現的大腦通路就像一個中央警報系統。」

「我們很高興的發現 CGRP 神經元被所有五種感官——視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺——的負面感覺線索激起。」

研究人員想要確認這些 CGRP 神經元是多感官威脅感知所需要的。換句話說,其他神經元沒有觸發相同的恐懼反應。

在老鼠中,他們使 CGRP 神經元安靜並再次進行實驗,以查看動物是否繼續對可怕的刺激表現出相同的恐懼行為模式。

研究人員發現,使這些神經元安靜的老鼠對電擊腳或響亮聲音的反應明顯降低。

研究人員在他們的論文中寫道:「這些結果表明,CGRPSPFp 和 CGRPPBel 神經元是調節對不同多感官威脅的行為反應所必需的。」

該團隊還使用所謂的巴甫洛夫學習實驗證明了這些 CGRP 神經元對於形成威脅記憶是必要的。

研究人員總結說,通過將所有這些威脅信號集中到大腦的一個區域,它可以幫助動物促進決策。

如果在人類身上發現了同樣的 CGRP 神經迴路,那麼這項研究可能會為醫療狀況的治療提供參考。

神經科學家和共同第一作者 Sukjae Joshua Kang(他來自索爾克生物研究所)說:「我們尚未進行測試,但偏頭痛也可能激活丘腦和腦幹中的這些 CGRP 神經元。」

「阻斷 CGRP 的藥物已被用於治療偏頭痛,因此我希望我們的研究能夠成為的一個錨點,使用這種藥物緩解創傷壓力症中的威脅記憶或自閉症中的感覺超敏反應。」

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參考資料:

  1. Nelson,F., (2022,Aug 20). Scientists May Have Identified The Neurons That Give Birth to Fear. ScienceAlert
  2. Kang, S. J., Liu, S., Ye, M., Kim, D.-I., Pao, G. M., Copits, B. A., Roberts, B. Z., Lee, K.-F., Bruchas, M. R., & Han, S. (2022). A central alarm system that gates multi-sensory innate threat cues to the amygdala. Cell Reports, 40(7). Cell Reports https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111222
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/scientists-may-have-identified-the-neurons-that-give-birth-to-fear(圖:Anderson Rian/Unsplash/Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
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