經驗教訓——還是過度學習:大腦如何應對,這兩者大相徑庭

研究可能為透過轉換應對方法來對抗創傷後應激障礙和抑鬱症提供新的治療靶點

從多次壓力事件中恢復的小鼠的神經活動和身體行為可能說明哺乳動物應對創傷事件的替代方式。

德克薩斯大學(U.T.)西南醫學中心達拉斯分校的研究人員注意到,在反覆受到更大、更具攻擊性的敵人打擊後,小鼠使用兩種主要方法來應對失敗:一些較弱的成員退縮,避開所有型別的社互動動超過一個月,而另一些則可以說“隨遇而安”,迅速恢復到正常行為。

對不同應對機制的觀察促使該團隊探究動物的大腦,他們在那裡發現,其獎勵迴路中某種蛋白質的水平決定了小鼠是會受到數週的創傷還是隻是暫時的沮喪。研究人員發現,易感小鼠大腦中的神經營養因子 (BDNF) 水平幾乎翻了一番,這一發現可能為人類對抗創傷後應激障礙和抑鬱症指明治療靶點。


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在一項早期的研究中,由 U.T. 西南精神病學教授 Eric Nestler 領導的研究團隊發現,BDNF 水平——由於其在神經元之間建立更強連線中的作用而與學習有關——在伏隔核中因慢性應激而升高。(伏隔核是前腦後部的一個區域,在確定刺激是獎勵性的還是負面的方面發揮作用。)科學家們說,BDNF 濃度的升高是腹側被蓋區神經元活動增加的結果,腹側被蓋區是一箇中腦結構,透過化學信使多巴胺向伏隔核發送訊號。

“脆弱性是由多巴胺脈衝頻率的增加引起的;其副作用是 BDNF 水平的升高,”研究合著者 Vaishnav Krishnan,Nestler 實驗室的研究生說。“有韌性的小鼠透過反向適應它們的基因表達[作用於伏隔核的基因組,這些基因組被開啟或關閉]來克服這種變化,從而抑制腹側被蓋區的活動水平。”

由於研究中使用的小鼠在基因上相似,研究人員排除了不同反應與基因的聯絡。“這兩個終點,”Krishnan 解釋說,“實際上是兩種不同型別應對方式的表現。”

研究人員表示,當陷入絕望時,BDNF 水平升高的小鼠表現出與人類抑鬱症相似的症狀:它們與其他小鼠的互動減少,體重減輕,並且對糖或性活動不感興趣,而這兩者它們自然會覺得是獎勵。

“BDNF 水平的升高通常可能具有適應性作用,使動物能夠了解情況很糟糕,並在未來[避免]這種情況,”Nestler 說。“在極度社會壓力的情況下,易感動物可能會‘過度學習’這一原則,並將其推廣到其他情況。”

為了更清楚地瞭解動物和人類狀況之間的相似之處,U.T. 西南團隊對抑鬱症患者和正常人的大腦進行了屍檢。患有抑鬱症的組別其 BDNF 水平比對照組高出 40%。

“如果我們能夠理解如何提高對[慢性]壓力的復原力,”Krishnan 說,“我們就可以找到治療抑鬱症的新方法……。我立即想到的是,一種可以減少響應[多巴胺]活動而釋放的 BDNF 量的藥物將是一種很好的抗抑鬱藥。” 然而,他警告說,這種療法必須是區域性性的,這樣它才不會干擾該蛋白質在其他大腦區域學習中的作用。

從多次壓力事件中恢復的小鼠的神經活動和身體行為可能說明哺乳動物應對創傷事件的替代方式。

德克薩斯大學(U.T.)西南醫學中心達拉斯分校的研究人員注意到,在反覆受到更大、更具攻擊性的敵人打擊後,小鼠使用兩種主要方法來應對失敗:一些較弱的成員退縮,避開所有型別的社互動動超過一個月,而另一些則可以說“隨遇而安”,迅速恢復到正常行為。

對不同應對機制的觀察促使該團隊探究動物的大腦,他們在那裡發現,其獎勵迴路中某種蛋白質的水平決定了小鼠是會受到數週的創傷還是隻是暫時的沮喪。研究人員發現,易感小鼠大腦中的神經營養因子 (BDNF) 水平幾乎翻了一番,這一發現可能為人類對抗創傷後應激障礙和抑鬱症指明治療靶點。

在一項早期的研究中,由 U.T. 西南精神病學教授 Eric Nestler 領導的研究團隊發現,BDNF 水平——由於其在神經元之間建立更強連線中的作用而與學習有關——在伏隔核中因慢性應激而升高。(伏隔核是前腦後部的一個區域,在確定刺激是獎勵性的還是負面的方面發揮作用。)科學家們說,BDNF 濃度的升高是腹側被蓋區神經元活動增加的結果,腹側被蓋區是一箇中腦結構,透過化學信使多巴胺向伏隔核發送訊號。

“脆弱性是由多巴胺脈衝頻率的增加引起的;其副作用是 BDNF 水平的升高,”研究合著者 Vaishnav Krishnan,Nestler 實驗室的研究生說。“有韌性的小鼠透過反向適應它們的基因表達[作用於伏隔核的基因組,這些基因組被開啟或關閉]來克服這種變化,從而抑制腹側被蓋區的活動水平。”

由於研究中使用的小鼠在基因上相似,研究人員排除了不同反應與基因的聯絡。“這兩個終點,”Krishnan 解釋說,“實際上是兩種不同型別應對方式的表現。”

研究人員表示,當陷入絕望時,BDNF 水平升高的小鼠表現出與人類抑鬱症相似的症狀:它們與其他小鼠的互動減少,體重減輕,並且對糖或性活動不感興趣,而這兩者它們自然會覺得是獎勵。

“BDNF 水平的升高通常可能具有適應性作用,使動物能夠了解情況很糟糕,並在未來[避免]這種情況,”Nestler 說。“在極度社會壓力的情況下,易感動物可能會‘過度學習’這一原則,並將其推廣到其他情況。”

為了更清楚地瞭解動物和人類狀況之間的相似之處,U.T. 西南團隊對抑鬱症患者和正常人的大腦進行了屍檢。患有抑鬱症的組別其 BDNF 水平比對照組高出 40%。

“如果我們能夠理解如何提高對[慢性]壓力的復原力,”Krishnan 說,“我們就可以找到治療抑鬱症的新方法……。我立即想到的是,一種可以減少響應[多巴胺]活動而釋放的 BDNF 量的藥物將是一種很好的抗抑鬱藥。” 然而,他警告說,這種療法必須是區域性性的,這樣它才不會干擾該蛋白質在其他大腦區域學習中的作用。

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