Nature Neurosci重磅综述：厌恶性情绪学习环路中的神经调节【思维导图解析】
情绪相关的学习记忆在功能上受到神经调节的调控。传统研究中，兴奋性和抑制性神经环路介导情绪学习记忆一直是研究的重点。但越来越多的研究发现通过神经递质对该行为进行神经调节在其中起到了更加广泛的作用。乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺在恐惧记忆的学习和恐惧记忆的消退中发挥了关键的作用。
这些神经递质通过提高信噪比和增益、调节环路震荡等不同方式对下游靶标脑区发挥作用。这些研究更能阐明神经调节系统是如何进行厌恶型情绪的处理，并揭示神经调节功能的基本原理。使用神经示踪、损伤、记录、药理学，乃至目前发展迅速的基于细胞异质性的遗传与分子技术对神经调节在情绪学习的过程的作用有了很多深入的研究。本综述重点介绍乙酰胆碱（ACh）、去甲肾上腺素（NA）和多巴胺（DA）在恐惧学习、消退和区分中的作用。
我们首先讨论ACh是如何在情绪学习的过程中提高杏仁核、海马、皮层中信噪比、信息处理速度与神经元之间的交流。激活BF-BLA通路的胆碱能神经元对恐惧记忆的线索的获取与更新；投射到背侧海马的胆碱能神经元在情景信息编码中起到作用；前额皮层中的ACh水平与记忆消退的编码与巩固有重要的联系。不仅如此ACh可以通过两类ACh受体调控整合来提高信号的信噪比，同时ACh在背侧海马的浓度可以调控theta震荡；BF-mPFC的投射会在线索检测阶段增加theta和gamma波的能量。同时，这种投射连接也存在反馈调控。
接下来我们探究了NA在恐惧记忆和恐惧记忆的消退学习过程中是如何对下游环路和分子信号发挥作用的。去NA能神经元主要来源与蓝斑（LC），NA通过调控杏仁核神经元活动性在情感学习中发挥重要功能。NA释放到杏仁核可以提高神经元的突触可塑性进而调节恐惧信息的获取与巩固。也显示出NA有可能对杏仁核不同亚型的神经元的调控是具有选择性的。同时NA神经元投射到mPFC调控厌恶性记忆的消退。更重要的是LC的NA神经元可以对mPFC, 海马，杏仁核放电节律有调控作用。
接着，文章讨论了蓝斑（LC）-NA系统中解剖学上以及分子上神经元类型的特异性是如何在情绪记忆的不同状态保持平衡的。LC神经元同时存在广泛性和异质性，广泛性指的是LC神经元对相关事件进行响应时，在全脑都有投射。异质性指的是，LC存在对外部刺激响应截然不同的两类神经元，并且投射到mPFC和BLA也来源于LC不同的两类神经元中。
最后，我们探讨了DA系统在恐惧学习中的作用，探究DA在恐惧情绪记忆向恐惧记忆消退的转变中扮演的角色。来自中脑不同区域的DA神经元可以通过分别投射到BLA和CeA对恐惧学习产生不同的影响，而DA可以调控这种影响。同时AD也调控恐惧记忆的消退。VTA-NAc和VTA-mPFC都对恐惧记忆的消退起作用。其中VTA-mPFC对恐惧记忆的消退具有双向调节的作用。
总体而言，该综述确定了情绪调节过程中，这三类神经递质在调经神经环路水平中的机制，包括下游脑区的同步化、感觉刺激的增益控制、信噪比的动态变化和通过神经调节控制的环境信息依赖的编码。并发现这些神经调节的本质：通过这三类神经递质对反馈环路的调节进而维持体内平衡。神经调节更倾向于将情绪学习中的神经环路调控到新的基线水平中。
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Ekaterina Likhtik and Joshua P. Johansen . Neuromodulation in circuits of aversive emotional learning. Nature Neuroscience VOL 22 | OCTOBER 2019 | 1586–1597
作者信息
编译作者： Soda（brainnews创作团队）
校审： Simon（brainnews编辑部）
题图： news.mit.edu
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