「前諾獎得主」利根川進新突破：發現編碼正負情緒的基因

眾所周知，我們的情緒狀態是由位於前顳葉背內側部，海馬體和側腦室下角頂端稍前處、被稱為杏仁核（amygdala）的微小腦結構控制，它負責產生、識別和調節情緒，正面的情緒如快樂，負面的情緒如恐懼和焦慮。

簡而言之，如同幼兒餐盤裡的花椰菜和冰淇淋一般，大腦的不同部位也分別保存著良好和令人討厭的信息。杏仁核是大腦記憶中心的重要部分，它將愉快的體驗、口味和氣味局限於基底外側核（BLA）後面，而將令人不愉快的放在前面。前部和後部的區域推拉式的相互作用方式調節我們的正負情緒，而正負情緒不平衡是導致如抑鬱症、創傷後應激障礙等疾病的主要原因。

10月17日發表在《自然神經科學》（Nature Neuroscience）研究揭示：麻省理工學院（MIT）發現，正負情緒是由兩個種群的神經元控制的，它們通過基因工程編碼可怕或愉快的事件。對立的神經元在杏仁核上不僅是機體分離，在遺傳上也存在顯著差異。

前諾貝爾獎得主利根川進（Susumu Tonegawa）如今是RIKEN-MIT神經迴路遺傳學中心研究生物學和神經科學教授，他的MIT學生Joshua Kim是文章的一作。作為文章的通訊作者，利根川進表示：通過遺傳標記鑒定陽性細胞，後者具有反陰性記憶細胞的功能，有望找出治療情緒障礙（如抑鬱症和創傷後應激障礙）的有效分子靶點。

不同的神經元群體

事實上，早在2014年，利根川進實驗室（Tonegawa』s lab）就發現了積極和消極情緒的腦電路。該電路連接海馬內的神經元，這與記憶機制有關，並與基底外側杏仁核神經元共同存儲事件的情感關聯，並可以在小鼠體內扭轉一個記憶的情感關聯。他們首先人為地激活了一直儲存著消極的記憶的海馬細胞，使得小鼠可以經歷一種更快樂的體驗，而後觀察小鼠對其容器中的特定位置的偏好，發現這削弱了原始記憶的恐懼關聯，並用一個更積極的感覺取代。

遺憾的是，同樣的策略在杏仁核神經元上卻無影響，表明基底外側杏仁核在恐懼或獎勵前發生驅動作用。

在最新的研究中，利根川進實驗室通過尋找一些遺傳差異，來區分恐懼反應和獎勵響應的神經元群體；然後對基底外側杏仁核細胞內開啟表達的所有基因進行分析，在負責編碼快樂記憶的基底外側杏仁核細胞中發現了一個在負責編碼恐懼記憶的細胞中不表達的基因。除此之外，他們還在負責編碼恐懼記憶的細胞中找到了一個獨特的標記基因。

這個與獎賞神經元有關的基因叫做ppp1r1b，其表達產物參與多巴胺信號途徑，對於快樂情緒的形成是非常重要的；但是目前對於與恐懼神經元相關的基因rspo2的功能還不清楚。

在解剖學上基底外側杏仁核區域也分為前後兩部分，研究人員發現表達rspo的恐懼神經元細胞組成了前部區域，而表達ppp1r1b的獎賞神經元細胞組成了後部區域。

當正負情緒失去動態平衡

而後，研究人員還藉助光遺傳技術證實了上述兩種神經元細胞在記憶形成過程中發揮的重要作用：當表達rspo2的神經元受到抑制，小鼠不會形成恐懼記憶；當表達ppp1r1b的神經元受到抑制，小鼠不會形成快樂記憶。

此外，其中一種神經元都能抑制另外一種神經元：當刺激獎賞神經元產生活性，恐懼神經元的活性就會受到抑制，反之亦然。這說明：大腦始終在這兩種神經元活性之間保持微妙平衡。

Joshua Kim表示，最終我們擁有的是積極和消極之間的「微妙平衡」。雖然這是高度推測性的，但焦慮和抑鬱癥狀可能是這兩個群體之間不平衡的結果。

RIKEN腦科學研究所教員Joshua Johansen則表示，這項研究加深了人們對於情緒記憶加工過程的理解，為未來進行情緒功能和功能失調的研究開啟了新的大門。

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