科学:揭示听觉恐惧条件反射可诱导区域化的树突可塑性

来源：100医疗网原创2022-04-17 17:25

学习是由经验依赖神经元的功能可塑性介导的。虽然科学家在体外对突触和树突的可塑性有详细的了解，但在体内学习引起的功能变化大多是使用以神经元胞体为中心的方法引起的，如单位记录或细胞内钙活动。

学习是由经验依赖神经元的功能可塑性介导的。尽管科学家对体外突触和树突的可塑性有详细的了解，但体内学习引起的功能变化大多采用以神经元胞体为中心的方法进行评估，如单位记录或细胞内钙活动成像。然而，这些方法不能揭示树突信号传递的复杂性及其通过局部神经回路的调节。此外，树突是具有独立功能的亚细胞区室，它们动态整合传入的信息，从而影响神经元的输入输出功能。因此，存在这样的问题，如在学习过程中是否发生了划分的可塑性，以及在行为动物中哪些机制最终控制了躯体输出。

在一项新的研究中，为了研究体内树突的功能和可塑性，来自弗里德里希-米歇尔生物医学研究所和巴塞尔大学的研究人员专注于外侧杏仁核(la)，这是一种皮层下的大脑结构，是经典听觉恐惧条件反射(一种快速而稳健的联想学习形式)的核心。相关研究成果发表在2022年4月15日的《科学》杂志上，论文标题为联想学习过程中的比较树枝状塑料。

在听觉恐惧条件化过程中，听觉条件刺激(简写为CS，通常为纯音或白噪声)和厌恶性非条件刺激(简写为us，通常为足底电击)，在听觉突触输入LA主神经元(PN)后，导致依赖于hypbian作用的突触增强。最近，一些研究扩展了这一观点，这些研究报告称，在恐惧条件反射期间，类似比例的神经元上调和下调了它们的CS反应，这表明恐惧学习涉及更多不同形式的可塑性。然而，这些研究依赖于细胞活性的测量，而树突活性和可塑性尚未在联想学习期间进行探索。

为了对经历经典恐惧条件反射的清醒小鼠大脑深部杏仁核PN中的树突和细胞体的活动进行成像，这些作者使用基于梯度折射率透镜的高分辨率双光子显微镜进行了多天观察。他们发现，感觉刺激诱导了由表达生长抑素(SST)的中间神经元调节的区域化树突反应。PN树突的自发输入受到SST中间神经元的抑制，而感觉刺激暂时缓解SST中间神经元介导的PN树突的抑制，这可能是通过VIP中间神经元实现的。在大多数情况下，这引发了高度相关的躯体和树突感觉反应。而感觉输入只能导致树突反应而不伴随躯体输出，这表明LA PN的树突可以整合局部听觉输入。

在条件反射过程中，需要释放SST中间神经元介导的树突细胞的抑制来放大树突CS反应，这与释放SST中间神经元的抑制可以打开一个时间窗的观点是一致的，在这个时间窗内，CS输入可以在同时暴露于US时诱导联合树突可塑性。

恐惧反射导致了划分的可塑性。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . abf 7052。

条件反射诱导细胞体CS反应的双向可塑性，与行为水平的学习有关。平均而言，树突CS反应在CS反应上调或下调的神经元中增加。然而，恐惧条件反射的调节也增加了给定神经元的树突树中CS反应的差异，这表明并非所有的树突在学习过程中都经历了相似的可塑性水平。此外，显示CS反应上调的树突棘更可能位于学习后CS反应增加的树突上。最后，即使CS反应下调的神经元的树突CS反应增强，它们的细胞反应也因表达小清蛋白(PV)的中间神经元介导的离体抑制的增强而降低，从而抵消了学习引起的突触驱动的增加。

综上所述，这些结果表明LA PN以区室化的方式局部整合树突感觉输入，恐惧条件反射诱发的树突和躯体感觉反应的可塑性并不耦合，即不耦合。局部化的树突整合和树突可塑性与细胞可塑性的解耦由局部抑制回路调节，该回路特异性地靶向树突或细胞体周围的区域-突触后PN的两个不同的亚细胞区室。对区室化树突和细胞可塑性的调节增加了杏仁核回路的计算能力，这可能会增强动物面对危险时的行为灵活性。(100yiyao.com)

参考资料：

西蒙d阿奎因等人。科学，2022，doi :10.1126/science . abf 7052。

版权声明

本网站所有标注“来源：100医学网”或“来源：bioon”的文字、图片及音视频资料，版权归100医学网网站所有。未经授权，任何媒体、网站、个人不得转载，否则将追究法律责任。获得书面授权转载时，必须注明“来源：100医学网”。其他来源的文章均为转载文章。本网站所有转载文章都是为了传递更多信息。转载内容不代表本站立场。不想被转载的媒体或个人可以联系我们，我们会立即删除。

87%的用户都在使用100医疗网APP随时阅读、评论、分享、交流。请扫描二维码下载-