關(guān)鍵詞: 恐懼 焦慮的神經(jīng)生物學(xué)
害怕是面臨威脅性情境時(shí)的情緒反應(yīng),當(dāng)害怕顯著超過(guò)了應(yīng)有的程度時(shí)稱為恐懼;在無(wú)現(xiàn)實(shí)威脅時(shí),感到的害怕或擔(dān)心則稱為焦慮。過(guò)去曾經(jīng)認(rèn)為情緒很難用神經(jīng)科學(xué)的方法探討,而現(xiàn)在情緒已成為神經(jīng)科學(xué)的一個(gè)熱門研究課題。對(duì)恐懼和焦慮的神經(jīng)通路及發(fā)生機(jī)制的研究已獲得很大進(jìn)展。這類研究是在經(jīng)典條件反射的基礎(chǔ)上,采用了新的研究方法,例如,用微電凝和微量藥物注射,引起某一特殊神經(jīng)結(jié)構(gòu)的限局性損害,然后觀察其相關(guān)的行為效應(yīng),或者用電生理學(xué)方法記錄神經(jīng)電生理改變。 一、經(jīng)典恐懼條件反射 這是研究恐懼的最簡(jiǎn)單、最直接的方法。人在面臨恐懼時(shí)會(huì)發(fā)生防衛(wèi)反應(yīng),包括:(1)行為改變,會(huì)選擇戰(zhàn)斗或逃跑;(2)自主神經(jīng)功能改變,出現(xiàn)心跳加快、血壓升高和出汗等;(3)神經(jīng)內(nèi)分泌改變,主要是下丘腦-垂體-腎上腺(hypoth-alamic-pituitary-adrenal, hPA)軸活動(dòng)增強(qiáng),血皮質(zhì)醇水平升高。用條件反射的方法同樣能引出類似的反應(yīng)。將中性刺激,如單調(diào)的聲音(條件刺激),與一種可引起恐懼的刺激(如電擊足部)同時(shí)給予被試動(dòng)物,重復(fù)幾次之后,條件刺激也可引起被試動(dòng)物出現(xiàn)類似恐懼時(shí)的行為、自主神經(jīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)。這些反應(yīng)是由恐懼直接引起的,不是習(xí)得的或條件反射性表現(xiàn)。換句話說(shuō),恐懼條件反射與反應(yīng)的習(xí)得無(wú)關(guān),而是將新的刺激與原有的反應(yīng)聯(lián)系在一起[1]?謶謼l件反射見(jiàn)于各種生物,脊椎動(dòng)物的恐懼條件反射機(jī)制十分類似。證據(jù)表明,杏仁核及其投射可能是介導(dǎo)條件反射性恐懼的表達(dá)和獲得的中樞控制系統(tǒng)[1]。 二、聽(tīng)驚嚇?lè)瓷? 。ㄒ唬┞(tīng)驚嚇?lè)瓷涞脑鰪?qiáng) 1.恐懼增強(qiáng)驚嚇效應(yīng)(fear-potentiated startle effect):突然用響亮的聲音刺激被試者可引起驚嚇?lè)瓷。反射的?qiáng)度可用生理指標(biāo)如眨眼(eyeblink)測(cè)量。當(dāng)這一反射與條件反射聯(lián)合應(yīng)用時(shí),可增強(qiáng)聽(tīng)驚嚇?lè)瓷涞膹?qiáng)度。例如,打開燈光后3~4 s對(duì)被試動(dòng)物給予聲音刺激,引起一般強(qiáng)度的驚嚇?lè)瓷。?dāng)燈光與電擊足部配對(duì)地給予被試動(dòng)物,經(jīng)過(guò)幾次刺激之后,打開同樣燈光后3~4 s給予聲音刺激,引起的驚嚇?lè)瓷涞膹?qiáng)度明顯增大。如果只給予燈光,而不予電擊足部,經(jīng)過(guò)幾次之后,單獨(dú)由聲音引起的驚嚇?lè)瓷鋸?qiáng)度又恢復(fù)到原來(lái)的水平。Brown等(1951)最先描述過(guò)恐懼增強(qiáng)驚嚇效應(yīng)。Falls等[2]認(rèn)為,燈光與電擊足部配對(duì)刺激后,燈光引起了一種恐懼狀態(tài),這種狀態(tài)增強(qiáng)了反射的強(qiáng)度?菇箲]藥物如安定或丁螺環(huán)酮不但可減輕人的恐懼反應(yīng),也可減弱燈光引起的驚嚇效應(yīng)。Davis等[3]認(rèn)為,燈光與電擊足部引起的驚嚇?lè)磻?yīng)增強(qiáng)是一種刺激特異性恐懼。 2.光增強(qiáng)驚嚇效應(yīng)(light-enhanced startle effect):打開強(qiáng)光后5~20 s給予聲音刺激,引出的驚嚇?lè)瓷鋸?qiáng)度也增大,稱為光增強(qiáng)驚嚇效應(yīng)。這一效應(yīng)可由預(yù)先給予丁螺環(huán)酮或利眠寧而減弱。表明驚嚇?lè)瓷涞脑鰪?qiáng)是一種由非條件反射引起的焦慮或敏感狀態(tài)[4]。這一效應(yīng)有種屬差異,例如夜間活動(dòng)動(dòng)物(如大鼠)比晝間活動(dòng)動(dòng)物更怕光。人在黑暗中驚嚇?lè)瓷湓鰪?qiáng),如很多人在突然關(guān)閉燈光時(shí)感到更焦慮,尤其是那些年幼時(shí)害怕黑暗的人。創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者在黑暗中的驚嚇?lè)瓷湟裁黠@增強(qiáng)。 3.促皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropin-releasing hormone, CRH)增強(qiáng)驚嚇效應(yīng):腦室內(nèi)給予CRH可引起類似于恐懼和焦慮時(shí)的行為和神經(jīng)內(nèi)分泌效應(yīng);而給予CRH拮抗劑α-螺旋CRH9-41后,可阻斷應(yīng)激原或條件性恐懼引起的行為和神經(jīng)內(nèi)分泌效應(yīng)[3]。Swerdlow等[5]報(bào)道,腦室內(nèi)給予CRH所增強(qiáng)的聽(tīng)驚嚇?lè)瓷淇捎衫邔幾铚L崾綜RH對(duì)驚嚇?lè)瓷涞男?yīng)是這種多肽激素引起的焦慮效應(yīng),這是非條件性焦慮效應(yīng)的另一類例子。 。ǘ┞(tīng)驚嚇?lè)瓷涞纳窠?jīng)通路 驚嚇?lè)瓷鋵俜菞l件反射。根據(jù)腓腸肌電圖測(cè)定,聽(tīng)驚嚇?lè)瓷涞臐摲跒? ms。這表明它是一個(gè)由簡(jiǎn)單神經(jīng)通路介導(dǎo)的反射。Davis等[6]最初認(rèn)為,介導(dǎo)聽(tīng)驚嚇?lè)瓷涞纳窠?jīng)通路有四組突觸:耳蝸神經(jīng)腹核、外側(cè)丘系腹側(cè)核的腹內(nèi)側(cè)區(qū)、橋腦尾側(cè)網(wǎng)狀核,以及面運(yùn)動(dòng)神經(jīng)或脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。后來(lái)的研究表明,外側(cè)丘系腹側(cè)核的腹內(nèi)側(cè)區(qū)不存在聽(tīng)驚嚇神經(jīng)通路的突觸。其證據(jù)有:(1)用N-甲基-D-門冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, nMDA)損害橋腦尾側(cè)網(wǎng)狀核細(xì)胞體,可使聽(tīng)驚嚇?lè)瓷渫耆;而損害外側(cè)丘系腹側(cè)核或腹內(nèi)側(cè)區(qū)則不消失[7]。(2)用NMDA受體拮抗劑DL-2-氨基-5-磷酸戊酸注射到外側(cè)丘系腹側(cè)區(qū)使驚嚇?lè)瓷浣档,而用上述劑量?/60注射到橋腦尾側(cè)網(wǎng)狀核可使驚嚇?lè)瓷錅p少80%~90%[8]。(3)用小劑量非NMDA受體拮抗劑6-氰-7-硝基喹惡啉注射到橋腦尾側(cè)網(wǎng)狀核,也使聽(tīng)驚嚇?lè)磻?yīng)降低,注射到外側(cè)丘系腹內(nèi)側(cè)則無(wú)效[9]。因此,聽(tīng)驚嚇?lè)瓷涞耐酚扇?jí)神經(jīng)元組成:耳蝸根神經(jīng)元、橋腦尾側(cè)網(wǎng)狀核神經(jīng)元和面運(yùn)動(dòng)神經(jīng)核或脊髓前角的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。 三、恐懼條件反射的神經(jīng)通路 條件反射含有習(xí)得成分,有高級(jí)神經(jīng)中樞參與。不同的刺激,如聽(tīng)、視和嗅刺激都可用作條件刺激。如上所述,聽(tīng)刺激沿聽(tīng)神經(jīng)到耳蝸根神經(jīng)核,經(jīng)外側(cè)丘系到達(dá)內(nèi)側(cè)膝狀體內(nèi)的丘腦核(引起驚嚇?lè)瓷涞男畔⑿鑲鞯綐蚰X尾側(cè)網(wǎng)狀核),再由丘腦核傳到兩個(gè)不同的靶區(qū)——杏仁核和聽(tīng)皮質(zhì)區(qū),而到達(dá)聽(tīng)皮質(zhì)區(qū)的信息最后也投射到杏仁核。推測(cè)丘腦核向杏仁核提供的信息迅速,但不精確;而由聽(tīng)皮質(zhì)提供給杏仁核的信息雖稍有延遲,但更為精確。因此,杏仁核是恐懼信息處理和恐懼習(xí)得的關(guān)鍵部位[1]。 四、杏仁核回路[1] 解剖學(xué)和生理學(xué)研究提示,杏仁外側(cè)核(lateral nucleus of amygdala, LA)是丘腦和皮質(zhì)聽(tīng)傳入的主要終止部位。事實(shí)上,LA的每個(gè)神經(jīng)元都接受來(lái)自聽(tīng)丘腦和皮質(zhì)的會(huì)聚性傳入。此外,杏仁中央核(central nucleus of amygdala, CEA)似與控制條件反射反應(yīng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)密切接觸,即CEA控制防衛(wèi)反應(yīng)的表達(dá),包括行為反應(yīng)、自主神經(jīng)反應(yīng)和HPA軸反應(yīng)。損害下丘腦外側(cè)影響交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)(如血壓改變),損害中央灰質(zhì)則影響條件性行為反應(yīng)(如僵住)。 信息從LA到CEA是通過(guò)杏仁核內(nèi)部回路。到達(dá)LA的傳入信息分配到基底核(basal nucleus, B)、附屬基底核(accessory basal nucleus, AB)和CEA,小部分也到其它幾個(gè)區(qū),B和AB的傳入再投射到CEA。損害LA和CEA(不損害其它核),可阻斷對(duì)音調(diào)條件刺激的恐懼條件反射,提示由LA到CEA的直接投射就足以介導(dǎo)條件反射。 對(duì)杏仁核內(nèi)部回路的研究仍在深入。解剖學(xué)和生理學(xué)研究提示,聽(tīng)信息主要由LA的背側(cè)亞核接受;內(nèi)側(cè)亞核接受來(lái)自背側(cè)亞核的信息,并發(fā)出LA的大部分杏仁核內(nèi)的聯(lián)系。杏仁核的其它核也有類似情況。因此,如果要想了解杏仁核如何處理信息,需要在亞核水平進(jìn)行研究。 五、杏仁中央核和終紋床核在恐懼和焦慮中的不同作用[3] CEA和終紋床核(bed nucleus of stria terminalis, BST)有十分類似的傳入和傳出聯(lián)系:它們接受來(lái)自杏仁基底外側(cè)核的被處理過(guò)的感覺(jué)信息,都投射到參與介導(dǎo)恐懼和焦慮的特異性癥狀和體征的下丘腦和腦干等部位。而Davis等[3]卻發(fā)現(xiàn),這兩個(gè)結(jié)構(gòu)在刺激特異性恐懼(恐懼增強(qiáng)驚嚇效應(yīng))、焦慮或敏感狀態(tài)(光增強(qiáng)驚嚇效應(yīng))和多肽引起的非條件性焦慮效應(yīng)(CRH增強(qiáng)驚嚇效應(yīng))中的作用有明顯區(qū)別:損害CEA可以完全阻斷刺激特異性恐懼,但對(duì)焦慮或敏感狀態(tài)及非條件性焦慮效應(yīng)無(wú)影響;損害BST明顯減弱焦慮或敏感以及非條件性焦慮效應(yīng),但不影響刺激特異性恐懼。因此,BST可能是負(fù)責(zé)處理類似焦慮信號(hào)的系統(tǒng);CEA參與處理恐懼,或許部分參與了焦慮。 綜上所述,參與介導(dǎo)恐懼的神經(jīng)回路有:恐懼刺激信息傳入丘腦和相應(yīng)皮質(zhì),然后輸入LA,經(jīng)復(fù)雜的杏仁核內(nèi)部回路處理后,由CEA輸出到下丘腦和腦干的有關(guān)神經(jīng)核,由它們調(diào)節(jié)機(jī)體對(duì)恐懼刺激的生理和行為反應(yīng)。焦慮可能有類似的神經(jīng)回路。它們的差異在于:BST可能主要負(fù)責(zé)處理焦慮信息,而杏仁核主要負(fù)責(zé)處理恐懼信息;另一差異可能在神經(jīng)生化方面。如果能發(fā)現(xiàn)杏仁核和BST之間的神經(jīng)生化差異,人們就能設(shè)計(jì)出新的更有效的藥物治療焦慮和恐懼。
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