何靜文 尚志蕾 劉偉志 王 偉

恐懼體驗(yàn)是一種防御性的情緒過程，對(duì)動(dòng)物和人類具有重要的適應(yīng)意義，但是，缺乏對(duì)恐懼情緒的有效抑制機(jī)制會(huì)導(dǎo)致恐懼情緒過分表達(dá)和相應(yīng)心理障礙的發(fā)生。研究表明，PTSD的發(fā)生和持續(xù)與PTSD患者對(duì)創(chuàng)傷記憶的恐懼情緒持續(xù)有很大的關(guān)系。大量流行病調(diào)查表明，61%的男性和51%的女性在其一生中至少遭受一次心理創(chuàng)傷事件，創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)的發(fā)病率為5% ～50%，平均約為20%，約1/3的PTSD患者終生不愈［1-2］?，F(xiàn)階段PTSD治療的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于，患者的創(chuàng)傷性記憶一旦形成，就很難消除，或者40%的患者在采用基于消退原理的暴露療法后，其療效不能維持，已經(jīng)消退的恐懼反應(yīng)很快再現(xiàn)。因此，對(duì)恐懼消除相關(guān)腦機(jī)制的理解，對(duì)PTSD及相關(guān)焦慮障礙的治療有極大的幫助。

1 各腦結(jié)構(gòu)與恐懼消除

1.1 杏仁核(Amygdala)與恐懼消退 大量動(dòng)物和人類研究結(jié)果表明，杏仁核是恐懼消退的重要位點(diǎn)。它還可能是條件性恐懼消退記憶獲得過程的關(guān)鍵腦區(qū)。杏仁核內(nèi)多種系統(tǒng)和介質(zhì)參與了恐懼消退，其中N－甲基－D－天冬氨酸受體(NMDA受體)系統(tǒng)、內(nèi)源性大麻類(Endocannabinoid)物質(zhì)系統(tǒng)和γ－氨基丁酸(GABA)介質(zhì)突觸傳遞在恐懼消退中的作用。NMDA受體與學(xué)習(xí)和記憶的突觸可塑性有關(guān)。藥理性促進(jìn)或阻斷NMDA受體的活動(dòng)能夠加強(qiáng)或延遲恐懼的消退［3］。但是，杏仁核在恐懼消退過程中NMDA受體依賴可塑性的確切機(jī)制仍不明確。此外，大麻素(Cannabinoid)受體1消除的大鼠顯示恐懼消退的中止，并且在消退訓(xùn)練過程中外側(cè)杏仁核(LA)和基底杏仁核(BA)內(nèi)的內(nèi)源性大麻肽水平升高。理論上用脂肪酸酰胺水解酶(FAAH，一種控制內(nèi)源性大麻素水平的酶)的抑制，能通過增加杏仁核內(nèi)源性大麻類信號(hào)和增強(qiáng)突觸神經(jīng)的可塑性治療S1小鼠的恐懼消除受損［4］。

杏仁核內(nèi)的恐懼抑制和消退記憶情境依賴型表達(dá)的另一個(gè)重要媒介是GABA介質(zhì)突觸傳遞。海馬通過調(diào)節(jié)杏仁核GABA介質(zhì)突觸傳遞，實(shí)現(xiàn)情境門控消退記憶表達(dá)的作用。恐懼的消退訓(xùn)練后在基底外側(cè)核(BLA)注射GABAa受體激動(dòng)劑可以促進(jìn)恐懼消退記憶的提取，說明消退學(xué)習(xí)后BLA中GABA介質(zhì)突觸傳遞的增強(qiáng)促進(jìn)恐懼記憶的鞏固。杏仁核內(nèi)的GABA介質(zhì)突觸傳遞的可塑性變化很可能是短時(shí)恐懼消退的重要存儲(chǔ)位點(diǎn)。GABA介質(zhì)突觸傳遞參與了杏仁核內(nèi)部恐懼信息的傳遞，在恐懼表達(dá)過程中發(fā)揮橋梁作用，并且向杏仁核外側(cè)核(LA)和中央核的內(nèi)側(cè)部(CeM)等恐懼記憶表達(dá)的重要結(jié)構(gòu)發(fā)出抑制投射，承擔(dān)恐懼消退中抑制執(zhí)行的角色［5］。此外，還有研究表明，GABA能的傳遞會(huì)阻斷新的消退記憶的形成［6］。幸存者的CD3水平可以作為PTSD的生物標(biāo)記，而CD4、CD8的值則可以作為PTSD的高警覺癥狀的生物標(biāo)記［7］。

1.2 前額葉皮質(zhì)(mPFC)與恐懼消除 杏仁核主要參與條件性恐懼的早期消退記憶獲得過程，而從不同方面的研究發(fā)現(xiàn)，mPFC主要在消退后的測(cè)試中起作用。mPFC的活動(dòng)與條件性恐懼反應(yīng)成負(fù)相關(guān)。從一些損毀的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，mPFC與恐懼消退過程有關(guān)。在恐懼消退學(xué)習(xí)前電損毀大鼠的腹側(cè)mPFC會(huì)使大鼠對(duì)恐懼消退產(chǎn)生抵抗，從而需要更多的學(xué)習(xí)天數(shù)完成恐懼消退過程。損毀mPFC的邊緣下區(qū)(IL)使得恐懼消退學(xué)習(xí)的讀出過程受損［8］。最新有研究表明，在恐懼消退后，IL能抑制恐懼反應(yīng)的表達(dá)。

電生理方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)mPFC與消退的再現(xiàn)或鞏固有關(guān)。高頻電刺激背側(cè)丘腦區(qū)域使其向前額葉投射的纖維興奮，可記錄到前額葉皮層場(chǎng)電位出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)(LTP);相反，低頻刺激背側(cè)丘腦區(qū)可記錄到前額葉皮層場(chǎng)電位出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)程抑制效應(yīng)(LTD)。誘導(dǎo)LTD的低頻刺激能夠削弱恐懼消退過程，引起過多的條件化恐懼反應(yīng);誘導(dǎo)LTP的高頻刺激對(duì)恐懼消退的學(xué)習(xí)沒有影響，但一周以后的檢測(cè)結(jié)果顯示加強(qiáng)了消退記憶的鞏固，表明mPFC突觸效能的變化介導(dǎo)了恐懼消退記憶的保持過程［9］。Milad等發(fā)現(xiàn)在消退訓(xùn)練時(shí)在內(nèi)側(cè)前額葉皮層邊緣下區(qū)內(nèi)給予300ms的電刺激可以顯著降低大鼠的條件性恐懼反應(yīng)。對(duì)IL區(qū)做進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在恐懼消退后的3～7天內(nèi)，IL內(nèi)的NMDA受體2B亞基水平與消退記憶保持一致［10］。此外，受NMDA受體2B亞基和活化的α鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ(αCaMKⅡ)的ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域等多種物質(zhì)調(diào)節(jié)的αCaMKⅡ的活性，在恐懼消退后的3～7天內(nèi)，與恐懼記憶消退訓(xùn)練有關(guān)［11］。對(duì)PTSD患者的研究也發(fā)現(xiàn)背側(cè)杏仁核(dlPFC)內(nèi)給予10 Hz的rTMS能夠改善患者的閃回與回避等核心癥狀，且能夠減輕患者的焦慮程度。Garcia研究小組觀察到，在丘腦背中部輸入到mPFC的部位給予誘導(dǎo)LTP產(chǎn)生的高頻刺激，產(chǎn)生突觸可塑性的感應(yīng)現(xiàn)象與消退的保持有關(guān)，而與消退的形成沒有關(guān)系。最新研究還發(fā)現(xiàn)，在重獲恐懼記憶后，立即對(duì)IL進(jìn)行高頻電刺激，會(huì)使消退訓(xùn)練中的凍結(jié)反應(yīng)減少。這暗示高頻電刺激IL是治療習(xí)得性恐懼的有效方法。神經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在恐懼條件化及其消退過程中記錄大鼠IL神經(jīng)元的發(fā)放，結(jié)果顯示，CS僅在恐懼消退學(xué)習(xí)后的讀出期間引起IL神經(jīng)元的發(fā)放顯著增加;在行為上，當(dāng)CS呈現(xiàn)時(shí)，IL神經(jīng)元發(fā)放頻率最高的動(dòng)物表現(xiàn)出的恐懼反應(yīng)最少，表明IL依賴的神經(jīng)機(jī)制影響到恐懼消退的長(zhǎng)時(shí)記憶［12］。此外，還發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)IL神經(jīng)元活動(dòng)減弱與恐懼消除能力低下有關(guān)。重要的是，這個(gè)結(jié)論在人類中也得到驗(yàn)證［13］。腦成像的結(jié)果也表明，被試mPFC的活動(dòng)在恐懼消退學(xué)習(xí)的讀出檢測(cè)之后明顯增加。在大鼠IL區(qū)域微注射絲裂原活化蛋白激酶抑制劑或者蛋白質(zhì)合成抑制劑，會(huì)使mPFC內(nèi)蛋白質(zhì)的合成也會(huì)阻斷消退學(xué)習(xí)的讀出［14］。

1.3 海馬與恐懼消除 海馬是參與恐懼消退調(diào)節(jié)的重要結(jié)構(gòu)。在消退訓(xùn)練之前，局部給予背側(cè)海馬Muscimol(一種GABA能神經(jīng)元抑制劑)，最終導(dǎo)致已消退的恐懼行為再度出現(xiàn)(即消退習(xí)得受損)，這表明海馬參與了恐懼消退記憶的習(xí)得。其中細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶(CDK5)通路、突觸結(jié)構(gòu)、神經(jīng)細(xì)胞及一些受體分子在恐懼消退中起作用。

Sananbenesi研究發(fā)現(xiàn)，海馬CDK5可調(diào)節(jié)恐懼消退。他們?cè)诤ｑR微量注射CDK5抑制劑，有利于消除特定環(huán)境造成的恐懼記憶，增加海馬CDK5活性會(huì)損害消退記憶在海馬的暫時(shí)儲(chǔ)存，而持續(xù)產(chǎn)生恐懼。在消退訓(xùn)練后不同時(shí)間(消退后第1，3，7天)進(jìn)行消退保持測(cè)試。采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)各組大鼠海馬CA1區(qū)CDK5表達(dá)情況，用圖像分析軟件計(jì)數(shù)CDK5免疫反應(yīng)陽(yáng)性細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)海馬CDK5在消退訓(xùn)練后的7天內(nèi)有作用［15］。此外，還發(fā)現(xiàn)恐懼消退訓(xùn)練后海馬突觸功能增強(qiáng)，這有利于消退記憶的長(zhǎng)期保持。條件性恐懼及消退訓(xùn)練可以引起海馬CA1區(qū)突觸間隙寬度顯著降低，突觸的間隙降低可能有助于消退記憶的長(zhǎng)期保存［16］。在其他實(shí)驗(yàn)中，向大鼠海馬內(nèi)微注射NMDA受體的抑制劑MK－801，發(fā)現(xiàn)大鼠恐懼消退記憶的鞏固過程被損壞。

最新的研究表明，海馬的神經(jīng)再生在恐懼消除學(xué)習(xí)和長(zhǎng)時(shí)記憶過程中起著關(guān)鍵性作用［17-18］。對(duì)成年腦神經(jīng)細(xì)胞再生的促進(jìn)或抑制會(huì)增強(qiáng)或破壞海馬依賴的學(xué)習(xí)行為［19］。通過比較BrdU注射后2小時(shí)神經(jīng)細(xì)胞的增殖和BrdU注射后28小時(shí)神經(jīng)細(xì)胞的存活，證實(shí)了條件性恐懼的消退過程能夠增加海馬神經(jīng)細(xì)胞的增殖和存活。

2 腦結(jié)構(gòu)間的相互作用與恐懼消除

2.1 海馬－杏仁核與恐懼消除 mPFC的腹背側(cè)內(nèi)有兩個(gè)作用相對(duì)的腦區(qū)。mPFC的邊緣前區(qū)(PL)的作用是控制恐懼情緒的表達(dá)，在消退訓(xùn)練后，IL能抑制這些恐懼反應(yīng)的表達(dá)。在條件性恐懼反應(yīng)中，這兩個(gè)腦區(qū)都是通過纖維投射于杏仁核的亞區(qū)上進(jìn)行信息傳遞的。研究認(rèn)為海馬－杏仁核(特別是BLA)間神經(jīng)聯(lián)系的突觸效能的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)可能是應(yīng)激導(dǎo)致焦慮的神經(jīng)基礎(chǔ)，也是條件性恐懼的神經(jīng)基礎(chǔ)。長(zhǎng)期束縛應(yīng)激(CIS)導(dǎo)致大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元樹突萎縮，BLA神經(jīng)元樹突棘增加，動(dòng)物焦慮水平提高。直接損毀或失活海馬也能夠破壞條件性恐懼的獲得與鞏固過程。這可能是因?yàn)樵跅l件性恐懼的獲得與鞏固階段，海馬為BLA提供環(huán)境信息。如果在此階段損毀海馬，則破壞條件性恐懼的獲得與鞏固;但是在長(zhǎng)期或高強(qiáng)度的應(yīng)激后，海馬向BLA傳遞的信息已經(jīng)得到鞏固，即使海馬功能發(fā)生改變，恐懼記憶依然能夠得以保持。

2.2 前額葉－杏仁核與恐懼消除 mPFC與杏仁核間存在緊密的纖維聯(lián)系。有研究表明，mPFC的功能活性和杏仁核的活性呈負(fù)相關(guān)。與解剖結(jié)果相一致的是，電生理研究發(fā)現(xiàn)，IL和PL可以分別直接激活LA和BA區(qū)內(nèi)抑制性GABA中間神經(jīng)元，從而抑制LA和BA區(qū)的神經(jīng)纖維輸出。針對(duì)這些研究，目前對(duì)mPFC與杏仁核之間的相互關(guān)系提出了兩種模式。兩種模式分別認(rèn)為，消退學(xué)習(xí)可能包括mPFC激活LA/BA內(nèi)的抑制性中間神經(jīng)元;或者是mPFC激活I(lǐng)TC到CE的抑制性投射［20］。

2.3 海馬－前額葉皮質(zhì)與恐懼消除 海馬－mPFC通路也影響消退過程。海馬CAI區(qū)有大量纖維投射到mPFC，主要形成興奮性突觸。電生理的研究顯示恐懼消退與海馬－mPFC通路突觸效能的增加有關(guān)。Sandrine等在消退訓(xùn)練后，立即在腹側(cè)海馬給予低頻電刺激損害海馬－mPFC通路LTP，則損害了消退記憶。提示海馬－mPFC通路LTP是消退記憶保持所必需的。此外，Hobin等發(fā)現(xiàn)恐懼消退訓(xùn)練后，CS引發(fā)的LA神經(jīng)元的激活只有在消退環(huán)境中被抑制［21］。此外，這些位點(diǎn)與激活LA的mPFC位點(diǎn)相一致，也可能有ITC位點(diǎn)。這些解剖、電生理以及行為學(xué)研究結(jié)果揭示海馬與mPFC之間的神經(jīng)聯(lián)系可以促進(jìn)對(duì)于具體刺激引發(fā)的恐懼消退再現(xiàn)的約束。

2.4 前額葉－杏仁核環(huán)路與恐懼消除 目前，也有不少研究關(guān)注前額葉－海馬－杏仁核環(huán)路在恐懼消除中的作用。解剖和電生理研究顯示BA和海馬之間以及BA和mPFC之間存在大量相互投射。BA被認(rèn)為是在環(huán)境提示條件反射中輸入到杏仁核的位點(diǎn)。綜合文獻(xiàn)，BA能在LA、海馬和mPFC之間起到信息綜合的作用。事實(shí)上，海馬對(duì)恐懼消退環(huán)境依賴特異性的表達(dá)是必需的，盡管存在有爭(zhēng)議的報(bào)道。深部腦刺激(DBS)腹背側(cè)紋狀體(Dorsal－VS)，會(huì)使前額葉皮質(zhì)的前邊緣PL和下邊緣IL，以及杏仁核中央核側(cè)部的Fos表達(dá)增加，并會(huì)使恐懼反應(yīng)減少。此外，DBS背側(cè)紋狀體會(huì)增加前額葉皮質(zhì)的前邊緣PL和下邊緣IL內(nèi)的腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)的表達(dá)，并強(qiáng)化消退記憶［22］。另外，在有條件性恐懼的老鼠模型上，觀察其各個(gè)腦區(qū)的局部場(chǎng)電位和單位記錄，發(fā)現(xiàn)CA1－LA－mPFC環(huán)路的聯(lián)結(jié)上有高頻的變化。在重獲條件性恐懼時(shí)，所有的聯(lián)結(jié)都會(huì)加強(qiáng);在恐懼消退時(shí)，都會(huì)減弱。在消退被喚起時(shí)，LA－mPFC和CA1－mPFC內(nèi)有部分聯(lián)結(jié)會(huì)被反彈，CA1－LA間的聯(lián)系處于一個(gè)較低的水平。

目前的研究主要集中在條件化恐懼的獲得和表達(dá)過程，比較缺乏對(duì)條件化恐懼消除過程的研究。而且大多數(shù)的結(jié)論還只是在動(dòng)物被試中獲得。對(duì)人類情緒的腦機(jī)制，消退過程中杏仁核、前額葉皮質(zhì)以及海馬神經(jīng)元神經(jīng)信號(hào)、神經(jīng)生理反應(yīng)特性以及神經(jīng)回路可塑性變化等神經(jīng)機(jī)制問題仍沒有解決，尤其是其分子和細(xì)胞機(jī)制，還處于比較初級(jí)的階段。在消退的每一方面(形成、鞏固、再現(xiàn))這些腦結(jié)構(gòu)是如何相互作用，如何產(chǎn)生聯(lián)系的，仍需要更多研究來進(jìn)一步理解。

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