文摘
当我们在我们周围的世界,有时我们面对危险。我们的大脑使我们免受伤害,但我们不能完全理解他们这么做。冻结我们的大脑如何决定让我们当我们听到蜜蜂嗡嗡作响,这样他们忽视我们和巴兹的吗?这些蜜蜂愤怒时,我们的大脑如何决定,逃跑是一个更好的选择比冻结吗?这些问题的答案将帮助我们了解我们的大脑做出决定当我们害怕,也将使我们能够确定哪些可能会错误的人的大脑中有太多的害怕与焦虑。我们的研究表明,大脑的前额皮质的区域包含团队的大脑细胞,帮助我们冻结或逃跑,这取决于我们多少危险。
大脑是极其复杂的。它从让你心跳到给你你独特的个性。但当大脑不工作优化,人们可以患有焦虑症。因此,科学家们正忙着试图找出我们复杂的大脑功能,这样我们就可以帮助人们与大脑相关疾病。
大脑有助于保持我们的安全
想象一下你走在一个公园充满了色彩鲜艳的花和一些伟大的admirers-honey蜜蜂。突然间,你听到蜜蜂的嗡嗡声非常接近你的耳朵。甚至不用去思考,你的肌肉紧张起来,你停止死在你的痕迹。你发现自己冻结,希望你和嗡嗡的蜜蜂忽略。
刚才发生了什么?
好吧,你的大脑最重要的工作之一就是让你安全的。在你的过去,你学会了两件事:首先,蜜蜂会蛰人!第二,蜜蜂嗡嗡。所以,当你的耳朵竖起,蜜蜂嗡嗡作响的声音,警钟在你的大脑。作为回应,你的大脑告诉你的肌肉冻结,这样蜜蜂会希望就走开,你甚至不需要思考…很酷!
现在想象一下,只是有点不同。你一个下午同一漫步公园,但那天早上早些时候愤怒的蜜蜂蛰你——将削减自身的伤害!所以现在当你听到蜜蜂嗡嗡声在公园里,将你的大脑,他们的工作是保护你,只是告诉你身体冻结到位吗?见鬼不!最近,痛苦的在脑海中蜂蜇伤新鲜。而不是冻结,它更有可能的是,你的大脑会告诉你的身体迅速逃走的公园一样快你的腿可以带你!(图1)。
- 图1——我们的可怕的情况是受到最近的事件。
- 举例来说,如果你听到附近蜜蜂嗡嗡叫,你的大脑可能告诉你的肌肉冻结,希望蜜蜂就会走开(上)。但是如果你最近被蜜蜂蛰了,大脑的反应可能更迫切而可能告诉你身体赶快帮助让你远离危险(底部)。
冰冻和逃跑是正常的反应,你的大脑可以选择为了保护你远离伤害。在你的旅行到公园,蜜蜂嗡嗡提醒你的大脑可能是附近的危险。你的身体有不同的反应取决于有多少危险,或者在这个例子中,你是否当天早些时候被蛰伤。这将是类似于欺负你可能会有不同的反应,取决于你最近遇到他,或地震时你的反应,取决于是否有另一个地震前几个小时。问题是,你的大脑是如何知道哪些反应是最好的让你安全吗?
为什么我们保健大脑是做什么?
研究大脑的科学家神经系统科学家,想了解大脑如何帮助我们当我们害怕的反应。理解这一点是很重要的一个原因是一些人很自然的反应,有太多的恐惧。太多的担心是不好的,因为它可以让我们做有趣或重要的事情。例如,如果有人有太多害怕蜜蜂嗡嗡作响,那个人可能完全停止去公园!但调整大脑的恐惧反应是很棘手的,因为我们仍然希望人们有一些恐惧,这样他们可以识别危险,那样就不会受伤害。所以,通过理解大脑的哪些部分告诉我们冻结,告诉我们哪些部分,神经科学家可以找出如何在可怕的情况下,帮助所有人作出相应的反应。
实验室动物帮助我们理解人类的行为
许多神经科学家的帮助像我这样需要一些毛茸茸的狐朋狗友)这种情况下常用的实验室老鼠了解大脑。老鼠都惊人的类似与我们的大脑。老鼠也表现得就像我们所做的在可怕的情况下:当老鼠害怕,有时他们冻结,有时他们逃跑。所以,使用在实验室老鼠可以帮助我们研究大脑如何反应在可怕的情况下,像我们的例子的蜜蜂图1。
现在,老鼠不怕蜜蜂嗡嗡像我们(和很难使蜜蜂刺命令!)代替的嗡嗡声,我们教我们的老鼠害怕一个脆皮白噪声声音(图2)。白噪声通常是不可怕的,但如果一个老鼠听到白噪声之前发生了糟糕的事情,像一个冲击它的爪子,老鼠很快就会变得害怕白噪音,因为它已经成为一个危险的信号。换句话说,河鼠知道爪子可能会脸红心跳(就像蜜蜂刺)在他听到白噪音(就像嗡嗡声)。你觉得可怕的白噪声实验室老鼠的反应?
- 图2——我们使用实验室老鼠研究大脑如何帮助使我们远离危险。
- (一)知道老鼠在训练中一个特定的白噪声声音意味着他们可能会收到一个杀死他们的爪子。(B)就像人类,老鼠在可怕的情况下改变他们的回应方式取决于多少他们认为危险。(C)最近训练老鼠并没有被摧毁,白噪声使身体慢下来(冻结)相比,他们通常匆匆多快(“基线”)。但是最近被困后,老鼠跑了的白噪声,而不是冰冷的。
结果,就像我们一样,老鼠对危险的反应通过冻结或逃跑!和我们一样,老鼠有时冻结,有时跑根据情况。老鼠通常冻结时听到了可怕的白噪声。但是我们发现,如果一个老鼠的爪子已经击溃当天早些时候,他没有冻结,而是将逃跑(图2 b, C)[1]。所以,在相同的情况下,老鼠将冻结或他们认为跑了多少危险。这正是最近像蜜蜂刺痛让你逃跑,而不是冻结当你听到嗡嗡声!因此,老鼠的情况应对白噪声是完美的为我们研究大脑如何告诉附近的身体危险时采取行动,因为我们可以用它来比较大脑活动在寒冷(低风险)逃跑时大脑的活动(高危险)。
研究大脑
我告诉你,神经科学家研究大脑。但是他们究竟是怎样做到的呢?首先,我应该告诉你,在大脑中,特殊的细胞神经元共同努力,帮助我们思考和行动(图3一)。有很多种神经元在大脑中,有许多不同的工作。一种神经元的工作是像一个闹钟,分享噪音信息我们已经学会害怕,比如蜜蜂的嗡嗡声。这些神经元在大脑的杏仁核的一部分。神经科学家了解不少关于这些“警钟”神经元接收信息从我们的感觉器官,像我们的耳朵和眼睛。但科学家们还不知道如何警铃神经元传递信息和其他神经元控制我们的身体动作。所以,我的实验室设计实验来弄清楚。
- 图3 -(一)我们研究一个区域大脑的前额叶皮层(PFC),这有助于我们做出决定,看看大脑细胞(神经元)帮助我们决定冻结或逃跑时的危险。
- (B)神经元沟通使用电信号称为动作电位,可以记录为老鼠匆匆。这种技术被称为在活的有机体内电生理学。我们记录动作电位在训练老鼠遇到白噪声来帮助我们了解神经元相互通信时的危险。我们的大脑非常类似于老鼠的大脑,所以我们可以使用此信息来了解我们的大脑使我们的安全。
使用电信号称为神经元相互通信动作电位。在动作电位,发送电子脉冲神经元的胞体其轴突,导致被称为神经递质的化学物质被释放。这些神经递质接触下一个神经元的树突传递消息从第一个神经元。你能想到的动作电位作为神经元喊出一个消息到其他附近的神经元。我们也将动作电位称为“峰值”或“开火”。
在我的实验室中,我们使用特殊设备听动作电位作为老鼠捧,有点像窃听电话谈话。这种技术被称为在活的有机体内电生理学- - - - - -”在活的有机体内”是指在一个生物,“电”指的是电流,和“生理”是指研究生物功能。进行在活的有机体内电生理学实验,我们小心地在大脑中植入电极记录麻醉大鼠时(图3 b)。一旦老鼠完全从手术中恢复过来,急匆匆地在正常情况下,这些电极电子大脑的变化和感觉,在电脑的帮助下,我们可以记录动作电位发生在几乎任何活动期间我们的老鼠。很酷的是,就像人一样,神经元有不同的声音,“所以我们可以跟踪不同的神经元在说什么,所有在同一时间。这非常令人兴奋,因为在同一时间,我们可以听到神经元交流,我们还可以看到一只老鼠在做什么,开始找出哪些神经元高喊“冻结!”,这是喊着“逃跑!”(图4)。
- 图4,我们沟通记录神经元的PFC训练老鼠遇到白噪声时,前后最近被击溃。
- 我们发现一些神经元非常活跃的只有当老鼠冻结了的白噪声,但当他们跑掉了。我们还发现其他神经元的相反——非常活跃,当老鼠对逃跑的白噪声,但当他们冻结了。这意味着可能会有两个不同的团队的神经元的PFC帮助我们冻结或逃跑当面对危险,这取决于可怕的情况。
如果一个神经元变得嘈杂的每次老鼠听到了可怕的白噪声,我们可能认为神经元是像一个警钟,提醒大脑的其他潜在的危险。但是,如果另一个神经元是安静当老鼠冻结和嘈杂的只有当他跑了,我们可以说,神经元负责发送“逃跑!”消息。记住,识别哪些神经元告诉你害怕,告诉你哪些身体冻结或逃跑可能帮助创造治疗的人太多的恐惧。例如,害怕的人(可能逃离公园的人即使他从未被蜜蜂蛰)可能从治疗中获益,安静下来“逃跑”神经元,这样他可以听到“冻结”神经元。
现在,我们的发现!
过去的实验从其他实验室发现,杏仁核(大脑区域与我们之前谈到的警钟神经元)帮助我们感到情绪如恐惧是很重要的。但是我们想知道我们的大脑帮助我们之间切换不同的反应可怕的情况,所以我们想知道神经元在大脑的决策部分做了恐惧。所以,当我们的老鼠冻结或跑了可怕的白噪声,我们听了很多很多神经元前额叶皮层(PFC),帮助老鼠和人类做出决定。我们发现神经元做一些特别的!我们发现一组神经元变得非常健谈,当老鼠冻结的白噪声,但非常安静当老鼠跑掉了。一个完全不同的组神经元变得非常健谈只有当老鼠跑了的白噪声,但安静当老鼠冻结了。沟通最重要的是,神经元的PFC在寒冷或逃跑才吵了一个响应(冻结或逃跑),而不是其他2]。
所以,这一切意味着什么呢? ?PFC神经元似乎并不像警钟毕竟,因为在这种情况下他们会吵在冻结和逃跑。而是不同团队的神经元在PFC发送非常具体的订单冻结或逃跑。所以,当你的大脑的感官,你可能在公园里当你听到嗡嗡声,一组神经元欢呼“冻结!“马上,你的身体仍保持所以蜜蜂不会注意到你。但是如果你已经刺在公园里,一个不同的团队的神经元欢呼“逃跑!”来帮助你迅速逃走的公园,以避免那些愤怒的蜜蜂(2,3]。
现在,我们知道神经元的PFC与其他神经元在大脑。许多其他神经科学家已经发现有证据表明,大脑的其他部分如杏仁核神经元(警铃)可以找到对情绪如恐惧很重要。和神经科学家也知道PFC可以通过与杏仁核调节情绪。然而,我们的研究结果显示,第一次团队PFC促进神经元的不同类型的行为,而不仅仅是恐惧。
这是很好的消息。记住,神经科学家知道很多关于你的耳朵蜜蜂嗡嗡的信息发送到你的大脑,提醒你的危险。但不知道是哪些神经元帮助我们决定要做什么。PFC的实验表明,其工作团队的神经元有非常具体的团队告诉我们冻结在低水平的危险,和一个完全不同的团队告诉我们跑在高水平的危险(2]。这是好消息的人有太多的恐惧,因为有一天药物影响PFC能够安静下来“逃跑”神经元同时允许“冻结”神经元通常人沟通可以适量的恐惧需要保持他们的安全!
当然还有很多要学。例如,我们不能关掉我们的“逃跑”神经元完全,因为有时候我们需要能够逃避危险像愤怒的蜜蜂。我们也不知道哪个神经元告诉“冻结”和“逃跑”团队的神经元多久以前你是去年在公园里刺痛。有一件事是肯定的但从神经元的PFC包含团队有特殊工作开展期间危险,PFC的大脑区域可能不是工作很对人焦虑。所以,我们更近一步帮助创造更好的治疗方法很多,很多人需要他们。
术语表
神经系统科学家:↑一个科学家研究大脑和神经系统。
神经元:↑专门的细胞在神经系统传递信息到其他细胞。
动作电位:↑神经元所使用的电子信号来传输信息。
在活的有机体内电生理学:↑一个方法来衡量活动的神经元在动物在不同的行为。
前额叶皮层(PFC):↑区域在大脑的额叶,帮助我们做决定。
利益冲突声明
作者说,这项研究是在没有进行任何商业或金融关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
我们感谢肖恩·杨和猫歌顿的艺术贡献图4。额外的感谢博士h .泰德布莱尔,概念化行为模型和本文是基于原始研究。
原始的文章
↑哈,l·R。,and Blair, H. T. 2015. Distinct ensembles of medial prefrontal cortex neurons are activated by threatening stimuli that elicit excitation vs. inhibition of movement.j . Neurophysiol。114:793 - 807。doi: 10.1152 / jn.00656.2014
引用
[1]↑担任,j·W。,Shlifer, I. G., Halladay, L. R., and Blair, H. T. 2010. Conditioned turning behavior: a pavlovian fear response expressed during the post-encounter period following aversive stimulation.神经科学。169:1689 - 704。doi: 10.1016 / j.neuroscience.2010.06.046
[2]↑哈,l·R。,and Blair, H. T. 2015. Distinct ensembles of medial prefrontal cortex neurons are activated by threatening stimuli that elicit excitation vs. inhibition of movement.j . Neurophysiol。114:793 - 807。doi: 10.1152 / jn.00656.2014
[3]↑哈,l·R。,and Blair, H. T. 2017. Prefrontal infralimbic cortex mediates competition between excitation and inhibition of body movements during pavlovian fear conditioning.j . >。Res。95:853 - 62。doi: 10.1002 / jnr.23736