本文转载自“中国生物技术网”

随着来自社会环境与工作的压力越来越大，现代人经常处于紧张，甚至恐惧的情绪中，这种情绪与焦虑密切相关。焦虑通常源于不确定感而导致的压力反应，从而引起患者生理和心理的持续性不适。当然，恐惧本身并不等于焦虑，但长期的恐惧情绪却能演变成焦虑。近日，发表在《NeuroImage（神经影像学）》上的一项研究中，来自美国新墨西哥大学的一个研究团队首次确定了从恐惧演变到焦虑的脑神经相关联系。

研究通讯作者、Elaine Bearer说：“到目前为止，精神病学家对经历可怕事件后人的大脑中发生了什么，以及为什么有些人不容易从中恢复，甚至在日后长期保持焦虑的原因知之甚少。”

这项研究的目的是揭示大脑对恐惧的反应，以及为什么在某些情况下，恐惧会导致长期的焦虑状态，比如创伤后应激障碍。通常，威胁到生命的恐惧常常导致日后的创伤后应激综合征（PTSD）。”

虽然这些实验在人类中不可行，但研究人员借助了啮齿类动物——通过暴露于一种模拟捕食者气味中而让小鼠产生恐惧，并观察动物的大脑活动是如何从恐惧感演变成焦虑的。

实验流程图

在这项研究中，研究人员将一组普通野生型小鼠和一组5-羟色胺（血清素）转运蛋白（SERT）敲除小鼠（SERT-KO）暴露于捕食者气味中。

5-羟色胺转运蛋白是精神活性药物（如可卡因）和抗抑郁药（如百忧解）的主要靶点。SERT基因的缺失（SERT-KO）导致了焦虑的易感性，从而提供了一个独特的模型来研究可怕的经历是如何演变成焦虑的。

研究人员比较了两组小鼠在闻到捕食者气味后的反应，并捕捉了它们的核磁共振图像（MRI），以确定焦虑的神经关联。

两组小鼠对捕食者气味都产生了防御反应。基因敲除小鼠因此维持了23天的防御行为；而普通小鼠在9天内恢复到基线探索行为。因此，在闻到捕食者气味后9天，野生型小鼠和基因敲除小鼠之间的神经活动差异确定了小鼠持续防御行为的神经相关性。

为了突出显示活跃的神经元，研究人员使用了锰离子，这是一种无毒离子，可以在磁共振图像中照亮活跃的神经元。对这些全脑图像的计算分析得出了短暂暴露于恐怖气味后很长一段时间内大脑的活动状态图。

他们确定了大脑中45个亚区域的神经活动差异。一些区域会被捕食者气味激活，而另一些则是后来才被激活的。焦虑的易感性与更多区域的更多活动相关。

研究人员发现，其中一些区域（包括杏仁核和下丘脑）的功能至少已部分被了解，但其他区域，如奖赏回路，之前并不知道与焦虑有关。

在焦虑状态中，各区域之间的协调性发生了改变，这可能代表整个大脑的焦虑信号，也可能意味着大脑区域之间的不协调，这种不协调经常发生在我们感到恐惧或焦虑的时候。

Bearer说：“我们现在知道，焦虑时的大脑活动与急性恐惧反应中的大脑活动不同。焦虑使大脑许多特定区域的神经活动增强，从而丧失了各区域之间的正常协调。”

此外，在恐惧演变成焦虑的过程中，血清素的参与也提示了药物靶点，可以帮助降低焦虑的可能性。此外，冥想、音乐、诗歌、锻炼和其他减少压力的活动也会有所帮助。总之，早期干预将会带来持久的益处。

参考资料：

[1] Evolution of brain-wide activity in the awake behaving mouse after acute fear by longitudinal manganese-enhanced MRI