華人學者新發現：為啥有些聲音讓人害怕？

　　威正翔禹生物viansaga導讀：很多人在聽到警報聲，或者恐怖電影中的音樂時會自動產生害怕或恐懼的感覺，那么你有沒有想過這種聯系是怎么建立起來的呢？這其實是神經科學家們一直以來在探索的一個問題。直到最近，一項來自美國埃默里大學（Emory University）的研究開始揭開了這個問題的答案。科學家們發現，位于神經細胞外的一種稱之為“神經周圍網格（Perineuronal Net）”的結構中的變化，對于建立聲音和恐懼感之間的聯系，以及將其儲存在記憶中，發揮著至關重要的作用。這項研究發表了在最近的神經科學權威學術期刊《Neuron》雜志上。

　　聲音條件恐懼反射是條件反射的一種，當聽到某種特定的聲音時便會產生恐懼感，對于許多人來說這都是正常的生理現象。而這種反射的失調也會導致精神疾病，最典型的例子是創傷后應激綜合征（PTSD），該病患者對于特定的聲音刺激會產生過度的反應，并出現回避、暴力、思維混亂等癥狀。因此，找到聲音條件恐懼反射產生的機制，就有可能會這些患者帶來新的治療方法。

　　經典的神經生物學研究認為，大腦中的杏仁核是產生恐懼的主要部位。不過，最近越來越多的研究發現，聲音條件恐懼反射的產生以及相應記憶的形成，與聽覺皮層有密不可分的關系。聽覺皮層被發現能夠長期儲存引起恐懼反應的聲音信號，在重新受到該聲音刺激時，便向杏仁核發出信號，產生恐懼感。但是，大腦皮層如何儲存這些相關的聲音信號記憶并不為人所知。

　　為了研究聲音條件恐懼反射產生的機制，來自埃默里大學的科研人員使用了一種小鼠的恐懼反射模型。為了在小鼠中建立這種反射，他們先給小鼠聽一個特定的聲音，隨后對小鼠進行電擊以產生痛感。如此反復10次以后，小鼠就能建立起該聲音和電擊之間的聯系，并形成記憶。當再次給小鼠播放該聲音時，小鼠因為害怕遭到電擊而一動不動，進入凍結的狀態，不管它是否會真的遭到電擊。而這種記憶能夠在小鼠內存在數天之久。

　　科研人員首先檢測了小鼠聽覺皮層內在初次建立恐懼反射后4個小時之內的基因表達變化狀況，這4個小時是聲音條件恐懼反射記憶形成最關鍵的時期。出乎意料的是，他們發現表達量變化**的基因中包括了蛋白聚糖家族的多個基因，在這段時間中，蛋白聚糖的表達量明顯上升。蛋白聚糖是細胞外基質的主要的組成部分，它們能夠形成類似于軟骨一樣的稱之為神經周邊網格的網格狀結構。通常神經周邊網格被認為對神經系統的發育和神經突觸的形成及成熟起結構上的支持作用，在成年動物中它們的結構較為穩定，并不發生很大的變化。而在這項研究中，小鼠聽覺皮層的神經周邊網格在恐懼反射的形成中相當活躍，其組成部分蛋白聚糖的表達量在反射建立后的4個小時達到**，并在24小時后恢復到原水平。

　　然后，科研人員使用了軟骨素酶破壞了神經周邊網格的結構，來研究它對于聲音條件恐懼反射形成的作用。他們發現，沒有了神經周邊網格的小鼠，在恐懼反射形成后30分鐘再聽到聲音刺激時，表現出了與預期一致的凍結行為。但是，當24小時之后再進行同樣的測試時，這種凍結行為消失了。也就是說，這些小鼠能夠形成正常的聲音條件恐懼反射，但是，它們不能形成對于這種反射的記憶。

　　科研人員就此得出的結論是，聽覺皮層的神經周邊網格對于恐懼反射的形成沒有作用，但是對于將該反射進行記憶儲存有不可或缺的作用。這一結果再次出乎了科學家們的預料，因為傳統觀點認為，失去了神經周邊網格之后，神經細胞變得更為自由，因此更易于形成新的突觸，從而增強記憶形成。這項研究的結果顯示，神經周邊網格與突觸之間的聯系并沒有那么簡單。神經周邊網格至少對于恐懼反射的記憶形成起著關鍵的作用。

　　這項研究結果增加了我們對于大腦記憶形成過程的認識，發現了在收集新信息和轉化為記憶的過程中的關鍵時間段的機制。此外，這項研究對于治療像創傷后應激綜合征這樣的疾病也有重要的意義。研究的共同通訊作者之一、埃默里大學生物系副教授Robert   Liu博士表示：“這意味著在人經歷創傷后可能會有一個時間窗口，在這段時間內你可以給他們一種藥物，減少大腦特定區域的活動，這有可能阻止特定創傷記憶的形成。”

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　　參考資料：

　　[1] Mouse study suggests how hearing a warning sound turns into fearing it over time

　　[2] Perineuronal Nets in the Adult Sensory Cortex Are Necessary for Fear Learning