本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
我永遠不會忘記那一刻。他們將電極綁在我的手腕上，轉動一個令人恐懼的電子裝置上的黑色旋鈕，上面鑲嵌著開關和按鈕，並用電流反覆電擊我。不，這不是酷刑，而且這段記憶也不是創傷性的。我當時在紐約市西奈山醫學院心理學家丹妮拉·席勒博士的實驗室裡，體驗著她和同事們用來發現改變創傷記憶的新方法。她的團隊的最新研究提供了一種方法，可以抹去儲存在大腦中稱為杏仁核的部分的創傷記憶，而不僅僅像目前治療 PTSD 的方法那樣抑制它們，而是改變記憶本身。
正如這項研究的參與者一樣，我盯著電腦螢幕，同時我的右手腕連線著一個電刺激器，以傳遞疼痛的電擊。另一組感測電極，兩個帶有電線的黑色維可牢尼龍搭扣帶，像戒指一樣綁在我左手的兩個指尖上。這些電極感知我產生的神經性汗液量。手心出汗是對威脅的非自願反應；是身體“戰鬥或逃跑”反應的一部分，它使身心做好防禦攻擊者或逃往安全的準備。心臟怦怦直跳，胃部翻騰，肌肉充斥著腎上腺素激發的能量，汗水在額頭上凝結成珠，精神注意力集中，以啟動身體的所有系統來在潛在的致命危險中生存。
這些是恐懼的身體感覺，也是患有恐慌症和其他焦慮症的人的相同反應。恐懼是一種救命的快速反應，但在某些患有焦慮症或 PTSD 的人中，壓倒性的恐懼會使人衰弱。大腦內部的問題是，恐慌是由與實際威脅無關的刺激不恰當地觸發的。恐懼可能會在毫無預兆的情況下抓住他們，有時會癱瘓他們的生活。睡眠可能會變得不可能。其他人可能害怕冒險外出或無法乘坐飛機。一名退伍軍人可能會在聽到與過去創傷記憶相關的聲音時突然感到恐慌。
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本週發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究報告了一項關於大腦如何記錄和調節威脅記憶的新發現。要理解這一新發現，瞭解更多關於威脅記憶以及目前如何治療 PTSD、恐慌症和其他焦慮症是有幫助的。
治療焦慮症
目前用於治療焦慮症的行為療法利用暴露療法。這是基於動物研究，其中疼痛刺激與另一個本身並不危險的刺激相關聯。例如，如果一隻老鼠聽到鈴聲，然後受到輕微的電擊，它會很快了解到鈴聲預示著隨之而來的令人不快的疼痛。再次響起鈴聲，即使不電擊它，老鼠也會因恐懼而僵住。這種條件性恐懼反應是我們許多人在孩提時代學會不要將髮夾插入電源插座或玩火柴的方式。
最終，在多次接觸到無害的火柴盒和電源插座後，我們不再害怕它們。這就是暴露療法的工作原理。一名在阿富汗路邊炸彈襲擊中倖存下來計程車兵可能會對開車產生極度的焦慮。治療師可以透過讓此人在安全的環境中反覆開車，直到他記憶中與開車相關的炸彈襲擊的恐懼逐漸消退來治療這種使人喪失能力的恐懼。這可能會有幫助，但暴露療法通常無效。
“我認識的最勇敢的人是一些患有 PTSD 的人，”席勒告訴我，當時我連線著她的實驗裝置，因為與可能真正無所畏懼的人不同，患有 PTSD 的人勇敢地應對著不斷的恐懼，並在日常生活中堅持不懈。
與其抑制恐懼，不如打破炸彈襲擊事件與正常駕車體驗之間的記憶聯絡。
“記憶可以改變是我們日常生活中自然發生的過程。我們幾乎每天都會創造出虛假記憶，”席勒說。因此，科學家們不是抑制恐懼，而是著手改變大腦內部記錄的條件性恐懼反應。
記憶軌道配音
科學家們已經瞭解了很多關於如何記錄記憶以及如何抑制情緒記憶的知識。大腦深處的一對結構（稱為杏仁核）是威脅檢測、學習和控制身體對危險的情緒和生理反應的重要活動中心。位於前額後面的前額葉皮層可以抑制杏仁核的神經活動，並抑制其對威脅性體驗的反應。來自前額葉皮層的這種迴路是暴露療法抑制焦慮和恐懼的方式。
神經科學家最近也瞭解到，當回憶起特定記憶時，它會在一定的時間視窗內變得容易被改變甚至消除。回憶記憶就像從圖書館的書架上取下一本書進行復習。這本書現在容易被更改或銷燬，並且必須放回書架上的適當位置。如果在瀏覽過程中分散一個人的注意力，這本書很容易被放錯位置。在回憶起記憶後立即重新存放記憶的過程稱為再鞏固，研究已經揭示了它是如何在突觸中編碼資訊的具體分子水平上工作的細節。
再鞏固可能聽起來很奇怪，但當我們首先考慮記憶的用途時，它確實是有意義的。從根本上說，記憶使我們能夠利用過去的經驗來指導我們未來的行為。這意味著記憶需要更新，因為事情會發生變化。例如，您對奧巴馬的記憶肯定自從您第一次聽到這個名字以來就發生了變化。記憶變得更加豐富，與許多其他體驗聯絡在一起，並與不再相關並被遺忘的其他體驗分開。
“原則上，再鞏固表明，為了改變記憶，必須首先檢索它們，”席勒解釋說。她推斷，與其透過在安全環境中反覆開車來抑制人們對開車的恐懼反應，不如打破路邊炸彈襲擊的創傷記憶與在汽車內的正常體驗之間的恐怖聯絡。如果回憶起創傷記憶，它應該變得對被消除特別敏感。我手腕上的電極是席勒和她的團隊用來測試這個想法的方法。
電腦螢幕上閃爍著一個藍色方塊。此後不久，出現了一個紫色方塊，隨後是一陣痛苦的電擊，使我的手指自動握緊。哎喲！與此同時，來自測試我手指上汗水的電極的訊號在科學家們正在觀看的電腦顯示器上描繪出一條曲線圖。在我受到電擊的那一刻，即時繪製的曲線圖直線飆升。疼痛觸發了我身體的戰鬥或逃跑反應。
下次紫色方塊出現在螢幕上時，顯示我汗液水平的曲線再次飆升——甚至在我受到電擊之前。我的杏仁核已經學會將紫色方塊與電擊聯絡起來。看到紫色方塊觸發了我身體的戰鬥或逃跑反應，就像開車會給患有 PTSD 的退伍軍人帶來的一樣。相比之下，藍色方塊反覆出現在螢幕上並沒有導致我的汗液或焦慮增加。那個藍色方塊是安全的。這些實驗的受試者在幾天後進行測試時，也會對紫色方塊表現出相同的自動焦慮反應。
現在，如果科學家開始反覆閃爍紫色方塊而不進行電擊，那麼對紫色方塊的應激反應會隨著時間的推移而減弱。這是因為前額葉皮層已經瞭解到，壞事並不總是發生在每次看到紫色方塊時，並且它會向杏仁核發送抑制訊號以抑制其威脅反應。席勒和同事，包括紐約大學的神經生物學家約瑟夫·勒杜，透過讓受試者在 fMRI 大腦掃描器內參與這些實驗，看到了這種情況的發生。他們看到前額葉皮層在消退期間變得活躍起來，此外杏仁核也變得活躍起來，並且它與杏仁核之間的功能連線正在增強。然而，當這些受試者在一天後進行測試時，指尖應激監測器顯示，看到紫色方塊通常會再次觸發治療和恐懼反應。暴露療法有所幫助，但在杏仁核內部的記憶中仍然記錄了紫色方塊和電擊之間令人恐懼的聯絡。
一種新方法——回憶和修改
接下來，研究團隊測試了是否可以利用記憶再鞏固機制來打破紫色方塊和電擊之間的聯絡。為了做到這一點，他們只是透過在螢幕上閃爍紫色方塊並施加電擊來提醒參與者這種聯絡。然後，他們立即進行暴露療法（反覆閃爍方塊而不施加電擊）。結果表明，與不首先提醒參與者威脅而直接使用消退療法相比，這種方法在減少對紫色方塊的應激反應方面要有效得多。透過使用功能磁共振成像（fMRI）監測大腦活動的改變，他們可以看到這種方法如何在神經迴路內部發揮作用。
有兩種情況可以解釋為什麼在記憶再鞏固期間進行消退療法更有效。可能是前額葉皮層強烈抑制了與紫色方塊相關的威脅記憶，或者杏仁核中儲存的紫色方塊和疼痛電擊之間的聯絡可能減弱了。功能磁共振成像顯示，在記憶再鞏固期間接受消退療法的人，當紫色方塊閃爍時，他們的前額葉沒有被啟用。本質上，大腦（杏仁核）已經忘記了電擊和紫色方塊之間的聯絡，因為前額葉皮層沒有被啟用來抑制威脅記憶。（確切地說，實驗使用了各種必要的控制措施，包括三種不同顏色的方塊，其中一種用於消退療法，另一種用於記憶再鞏固期間的消退，以便他們可以比較每種方法在每個人身上的療效。）
為了將這一新的實驗室發現應用到現實生活中，想象一下你在校車站點被鄰里的惡棍約翰和他那不良的兄弟格雷格欺負。他們的妹妹貝蒂從不打擾你，但每次看到約翰或格雷格，你都會感到焦慮和恐懼。如果幾天沒有兄弟倆打擾你，你身體的威脅反應會逐漸消退，但你並沒有忘記他們是潛在的威脅。你大腦的功能磁共振成像會顯示，你的前額葉皮層正在抑制杏仁核中過去約翰或格雷格攻擊你時的威脅反應。這就是消退在神經網路層面的運作方式。
一天早上，當你到達公交車站時，約翰再次欺負你，但緊接著他的行為發生了轉變，對你很友好。然後幾天過去了，沒有任何兄弟倆的騷擾。下次你看到約翰和格雷格時，會發生什麼？你看到約翰時，身體沒有恐懼反應，但當格雷格靠近時，你的心跳加速。
功能磁共振成像會顯示，當你看到約翰時，你的前額葉皮層和杏仁核之間的神經活動比看到格雷格時要少。事實上，你看到約翰時身體的防禦反應與看到貝蒂時沒有區別。解釋是，約翰最近的欺凌行為迫使你回憶起他作為惡棍的記憶，這樣做使得記憶可以被改變。當約翰在你記憶中重新儲存最近的欺凌事件時開始對你表現出友好時，將他與威脅聯絡起來的最初條件反射被新的體驗所修改。
相反，你對格雷格作為侵略者的記憶並沒有被喚起，因此記錄在你杏仁核中的對他的條件反射仍然完好無損。你在隨後的幾次友好相遇中看到格雷格時的恐懼反應被前額葉皮層抑制杏仁核中恐懼記憶的增加的活動所抑制，但你的前額葉皮層並沒有介入來抑制看到約翰時的恐懼反應。研究表明，如果首先回憶起創傷記憶，然後進行消退療法，而不是在其他時間進行消退療法，那麼消退過程的效果會更好。
這個虛構的場景傳達了新發現的要旨：這種情況在現實生活中如何實際發生，遠遠超出了實驗室實驗中受控的發現，其他幾個因素也會加入其中，並可能影響結果。重要的概念是，如果在回憶起創傷記憶後立即進行消退療法，而不是在其他時間進行，那麼效果會更好，並且在記憶重新鞏固的短暫時期內，存在一個改變記憶的關鍵機會視窗。
“我們希望記憶再鞏固視窗能被證明對治療 PTSD 有用，”席勒說。“這需要對當前的療法進行一些修改，以專門針對記憶的這個階段。”
以色列魏茨曼研究所的神經生物學教授亞丁·杜代（Yadin Dudai）並未參與這項研究，他同意席勒的觀點，認為這些新發現對於未來開發新療法是一個有希望的開始，但還需要更多的研究。
“在現實生活中，PTSD 非常頑固，它涉及非常密集的聯絡網路，並且會持續甚至在數年甚至數十年內加劇，”杜代解釋說。“順便說一句，我上週和一位 40 年前在戰鬥中經歷過創傷的同事進行了一次談話。這仍然在夜晚困擾著他。”
希望獲得更好的焦慮症療法的人應該歡迎這項新研究，但重要的是不要在即時新療法方面過分誇大新的科學認識。“我們從這些研究中瞭解了很多關於記憶的基本構建塊如何被保留和更新的資訊，但我們必須謹慎，不要過早地過度希望模型的結果（無論它們多麼重要）能夠迅速轉化為治療，”杜代說。
儘管如此，關於前額葉皮層到杏仁核的連線如何運作以克服由經驗引起的恐懼的新資訊，為為什麼有些人可能比其他人更容易患上焦慮症或 PTSD 提供了一些有趣的見解。這些大腦連線在某些人中可能比在其他人中更強。
評論這項新研究時，威爾康奈爾醫學院薩克勒研究所所長、心理學家 BJ·凱西（BJ Casey，未參與這項研究）說：“這些發現非常令人興奮，並且對不僅 PTSD，而且其他形式的焦慮和壓力相關疾病（如恐懼症）的新型循證治療具有重要意義。”她將這些發現與自己對青少年的研究進行比較，發現了一些有趣的啟示，因為青少年前額葉皮層尚未完全發育。因此，青少年可能無法像成人那樣有效地抑制杏仁核中的威脅反應。
“我們之前已經證明，由於前額葉皮層的成熟變化，青少年在消退學習方面有所減少，”凱西說。在記憶再鞏固期間使用消退療法的新發現可能在治療青少年焦慮症方面特別有效，因為它繞過了前額葉皮層調節情緒反應的需要。
儘管這項記憶研究在治療焦慮症方面具有重要價值，但有些人可能會對科學家能夠改變記憶這一事實感到不安。杜代同意，但他認為：“任何潛在治療工具的開發都伴隨著合理的擔憂。即使吞服泰諾也可能有害。”
席勒也理解這種擔憂，但他同意杜代的觀點。“像科學上的任何發現一樣，這一發現可能會被濫用，但找到 PTSD 的治療方法是我們的社會責任，尤其是在將士兵和特種部隊置於危險之中的時候。”
當我看著我的大腦和身體對威脅性的方塊做出自動反應時，我驚訝地發現這一切看起來是多麼機械。我無能為力地控制它。我體會到了一些患有焦慮症的人的感受，這些焦慮症會突然以完全超出他們控制能力的方式壓倒他們。隨著研究人員揭示我們的大腦如何編碼記憶、更新記憶，並追蹤將情緒恐懼和威脅反應與特定觸發因素聯絡起來的神經迴路，我們越來越接近開發出基於神經科學的更好的療法，以克服恐懼症和焦慮症，並打破重溫可怕的創傷後恐懼的迴圈。
參考文獻
席勒，D.等，“威脅記憶再鞏固期間的消退減少了前額葉皮層的參與”。《美國國家科學院院刊》，線上提前發表，doi/10.1073/pnas.1320322110。