不確定的恐怖與威脅

在這個危機四伏的世界中,如何正確的辨別哪些線索代表著危險,是生物生存的重要能力,我們需要從單一個線索學習到舉一反三,相似的線索可能也代表著危險,但同時也需要避免過度恐懼而不能辨識出安全訊號。這樣的機制是如何調控的呢?

過去的研究中,我們已知道不論是果蠅、老鼠、人類,多巴胺神經元對於形成恐懼制約(Fear conditioning)、順利且正確的移動等都有重要的影響。若多巴胺神經元不能分泌多巴胺(Dopamine),那麼我們將喪失連結線索和危險的能力。

在本篇研究中,來自美國華盛頓大學的團隊,揭示了多巴胺神經元更進一步參與精細的調控,要如何平衡過度恐懼以及舉一反三這樣的機制。

研究採用老鼠對於聲音以及電擊(foot shock)之間的關係的學習,同時給予聲音和電擊,若老鼠學會後,在只有聲音的條件下,也會靜止不動(freeze)。再搭配電生理紀錄多巴胺神經元的活性,以及使用光遺傳學的技術操控多巴胺神經元的活性,以觀察多巴胺神經元對於學習的影響。

實驗中,研究人員給予老鼠4 KHz和12 KHz的聲音,隨機選一個搭配電擊。這個隨機的方式是根據機率決定的,分為幾組,如全部都給4 KHz組別電擊,或是0.8的機率給4 KHz、0.2的機率給12 KHz。老鼠會因為不確定性升高,而不再能夠正確判斷哪個線索預示著較高的危險性。同時,當研究團隊抑制多巴胺神經時,原本能夠正確學會判斷的老鼠,也不再能夠正確學會。

另一方面,當電擊較大時,即使條件讓危險不具隨機性,老鼠也不能夠學會分辨4 KHz、12 KHz的差異,老鼠對於兩組都會感到一樣的恐懼。若在學習的過程中,將多巴胺神經活化,則可以讓老鼠再次能夠正確分辨4 KHz和12 KHz。

從這兩方面來看,多巴胺神經對於如何平衡不確定性、恐懼泛化(fear generalization)具有重要的影響力,原本因為創傷過大而將恐懼泛化到其他無關的聲音,但隨著提高多巴胺神經元在該聲響和電擊同時發生時的活性,這樣的恐懼泛化就可被抑制,未來也許能透過這方面的研究,幫助我們治療創傷後症候群這樣的病症。


作者:CC Charng


參考資料:
Jo, Y. S., Heymann, G., & Zweifel, L. S. (2018). Dopamine neurons reflect the uncertainty in fear generalization. Neuron, 100(4), 916-925.

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