《自然》雜誌：科學家在大腦中發現了恐懼與勇氣的轉換機制

在一項最新的研究中，斯坦福大學醫學院研究者們發現，當小鼠看到危險的時候，其大腦內部有兩簇相互鄰近的神經細胞會被激活，其活躍程度影響著小鼠會被嚇呆還是勇敢的反擊。同時，研究者已經可以通過直接控制這兩簇神經來改變老鼠面對危險的抉擇。這項研究發表於2018年5月2日的《自然》雜誌。

在一項最新的研究中，科學家們在小鼠大腦的正中位置發現了兩個相互鄰近的神經簇（cluster of nerve cells），或者叫神經核（nucleus）。在小鼠感到危險的時候，這兩個神經核分別會向大腦的不同區域發送信號。通過選擇性的改變這兩個神經核的激活水平，研究人員可以直接控制實驗中的小鼠作出不同的選擇：在隱蔽的角落裡嚇得一動不動，或是勇敢的站出來，向捕食者反擊。

「人腦中可能會有與之類似的結構」，斯坦福大學醫學院的神經生物學與眼科學副教授安德魯·休伯曼（Andrew Huberman）說道，他是這篇論文的通訊作者。因而，尋找無創方式來調控人腦中的這兩簇神經，或許可以幫助那些患有過度焦慮、恐懼症或是創傷後應激障礙的病人過上正常的生活。

「這將打開新領域的大門，讓我們在未來的工作中可以探究，如何讓人類在威脅與挑戰面前不被嚇倒。這能讓我們過上更好的生活」，休伯曼說道。

險中求生的老鼠

在老鼠的生活中充滿了各種危險，但這種嚙齒動物已經進化出了各種能力和策略來應對它們。例如，當猛禽——像老鷹、貓頭鷹等——在天空中盤旋的時候，它們可以根據實際情況作出以下各種不同的選擇：保持一動不動，讓敵人難以發現；快速躲進附近的掩體中（如果有的話）；瘋狂的逃命。

研究人員用一個大魚缸來模擬這種場景：他們用一塊顯示屏作為魚缸的頂蓋，這個顯示屏會播放一個黑斑從小到大的變化過程，這可以給魚缸中的小鼠「猛禽在逼近」的視覺感受。

確認影響勇氣與恐懼的關鍵腦區域

研究人員發現，在這種「迫在眉睫的危險」面前，小鼠腦中的部分區域會異常活躍。這個區域被稱作「腹側中線丘腦（ventral midline thalamus，縮寫為vMT）」，論文的第一作者，斯坦福大學神經生物學系的研究生林賽·薩萊（Lindsey Salay）說道。這種檢測是通過在小鼠顱內植入電極來實現的。

薩萊在實驗中映射了VMT區域的輸入與輸出信號，發現它會接收腦內其他區域傳來的感覺信號與調解大腦內部狀態區域產生的信號（比如大腦喚醒水平（arousal level））。通過進一步的追逐，研究人員發現這些信號最終傳到vMT區域中的兩個目的地：「基底外側杏仁核（basolateral amygdala）」中的「劍突核（xiphoid nucleus）」和「內側前額葉皮質（medial prefrontal cortex）」中的「連結核（nucleus reuniens）」。先前的研究工作中已經確認，基底外側杏仁核區域會負責威脅的檢測與恐懼的產生，而內側前額葉皮質區域則會負責與焦慮有關的高級功能。

vMT區域在小鼠大腦內的位置

直接控制小鼠面對危險時的行為

接下來，研究人員通過電信號選擇性的改變小鼠大腦中特定的神經細胞集，來刺激或抑制傳向這兩個神經核的信號。

結果非常明顯，在刺激「劍突核」時，小鼠面對「空中的猛禽」會傾向於一動不動；但刺激「連結核」時，小鼠則出現了令人震驚的表現：它會面向「空中的猛禽」站立起來，並用尾巴向地面不停的拍打，這是它們在面對同類時極具挑釁性與侵略性的行為。

休伯曼說，這無疑是一種「勇敢」的表現。它們把尾巴甩得啪啪作響，無異於人類拍著自己的胸脯說：「來打一架吧！」而且，這種表現肯定不是電信號單獨作用導致的，因為這隻小鼠在沒有看到「空中的猛禽」時，表現非常冷靜。在另一個實驗中，研究人員讓小鼠只在看到「空中的猛禽」的30秒之前接受刺激，取得了同樣的效果。

另有一組實驗證實，在自然狀態下，小鼠腦內的VMT區域會影響自主神經系統（autonomic nervous system），因為刺激vMT可以明顯看到小鼠瞳孔變大，這是自主神經系統被喚醒的表現。應該是這種影響主導著小鼠面對危險時的策略：戰鬥、逃跑還是呆立不動。

文章中給出的一張表現小鼠腦內神經細胞活動的圖像

某些心理疾病患者的福音

休伯曼說，人類大腦中應該藏著和小鼠的vMT區域類似的結構。他推測，患有恐懼症、過度焦慮或是創傷後應激障礙的人可能就是這一區域出現了異常。目前，他的團隊正在探索技術，諸如深呼吸或放鬆注視前方等等，調節這些患者的自主神經系統狀態。這種想法的本質就是，減少患者腦內刺激vMT區域的信號，或是讓人腦中等價於小鼠劍突核與連結核結構的信號盡量平衡，來增加患者的大腦「緩解壓力的能力」。

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