당신은 케냐에서 평생 휴가를 보내고 사파리의 사바나를 가로 지르며, 투어 가이드는 코끼리를 오른쪽으로, 사자를 왼쪽으로 향하게합니다. 몇 년 후, 당신은 고향의 꽃집 가게에 들어가서 풍경을 점령 한 자칼 베리 나무의 꽃과 같은 냄새를 맡습니다. 눈을 감으면 상점이 사라지고 랜드 로버로 돌아옵니다. 깊이 흡입하면 행복한 기억에 미소를 짓습니다.
이제 되감기합시다. 당신은 케냐에서 평생 휴가를 보내고 사파리의 사바나를 가로 지르며, 투어 가이드는 코끼리를 오른쪽으로, 사자를 왼쪽으로 향하게합니다. 눈의 모퉁이에서 코뿔소가 차량을 뒤 따르는 것을 보게됩니다. 갑자기, 그것은 당신을 향해 달려 가고, 투어 가이드는 운전자에게 가스에 부딪 히고 있습니다. 당신의 아드레날린 스파이크로, 당신은“이것이 내가 죽을 방법입니다.”라고 생각합니다. 몇 년 후, 당신이 꽃집의 가게에 들어가면 달콤한 꽃 향기가 당신을 떨게합니다.
캘리포니아의 Salk Institute for Biological Studies의 박사후 연구원 인 Hao Li는“당신의 두뇌는 본질적으로 냄새를 긍정적이거나 부정적인 감정과 관련이 있다고 말했다. 이러한 감정은 단순히 기억과 관련이있는 것이 아닙니다. 그것들은 그것의 일부입니다 :뇌는 감정적 인“원자가”를 정보를 인코딩 할 때 정보에 할당하고, 좋은 기억이나 나쁜 추억으로 경험을 잠그고 있습니다.
.그리고 이제 우리는 뇌가 어떻게 그것을하는지 알고 있습니다. Li와 그의 팀은 최근 자연에서보고했다 , 미소를 불러 일으키는 기억의 차이와 Shudder를 유발하는 기억의 차이는 Neurotensin으로 알려진 작은 펩티드 분자에 의해 확립된다. 그들은 뇌가 순간에 새로운 경험을 판단함에 따라 뉴런은 뉴런이 뉴로 텐 신의 방출을 조정하고, 그 변화는 다른 신경 경로 아래로 들어오는 정보를 긍정적 또는 부정적인 기억으로 인코딩 할 수 있음을 발견했습니다.
.이 발견은 기억이 창조 될 때 뇌가 사물을 두려워하는 것을 기억하는 데 편향 될 수 있음을 시사한다. 우리의 조상들을 조심스럽게 유지하는 데 도움이되었을 수있는 진화론적인 기발함.
.이 연구 결과는“우리가 상충되는 감정을 다루는 방법에 대한 상당한 통찰력을 제공한다”고 연구에 참여하지 않은 Trinity College Dublin의 신경 과학자 인 Tomás Ryan은 말했다. “우리가 뇌 회로에 대한 분자 이해를 얼마나 멀리 밀어 낼 수 있는지에 대한 내 생각에 정말로 도전했습니다.”
또한 메커니즘의 고장이“너무 많은 부정적인 처리”로 이어질 때 때때로 발생할 수있는 불안, 중독 및 기타 신경 정신과 적 조건의 생물학적 토대를 조사 할 수있는 기회가 열린다고 Li는 말했다. 이론적으로, 새로운 약물을 통한 메커니즘을 표적으로하는 것은 치료의 길이 될 수 있습니다.
플로리다 주립 대학 (Florida State University)의 부교수 인 웬 리 (Wen Li)는 불안 장애의 생물학을 연구하고 연구에 관여하지 않은 플로리다 주립 대학 (Florida State University)의 부교수 인 웬 리 (Wen Li)는“이것은 정말로 특별한 연구이다.
위험한 열매
신경 과학자들은 여전히 우리의 두뇌가 어떻게 기억을 인코딩하고 기억하는지 정확하게 이해하는 것과는 거리가 멀다. 그럼에도 불구하고 원자가 할당은 감정적으로 고소 된 기억을 형성하는 과정의 필수 부분으로 간주됩니다.
뇌가 환경 신호와 경험을 좋거나 나쁜 기억으로 기록하는 능력은 생존에 중요합니다. 베리를 먹으면 우리를 매우 아프게한다면, 우리는 본능적으로 베리와 그 이후처럼 보이는 모든 것을 피합니다. 베리를 먹으면 맛있는 만족을 가져 오면 더 많은 것을 찾을 수 있습니다. Hao Li는“자극이나 물체에 접근 할 것인지 또는 피를 피할 것인지 의문을 가질 수 있으려면 그 물건이 좋거나 나쁘는지 여부를 알아야한다”고 Hao Li는 말했다.
“베리”와“질병”또는“즐거움”과 같은 다른 아이디어를 연결하는 기억은 연관성 기억이라고하며 종종 감정적으로 기소됩니다. 그것들은 편도라고 불리는 뇌의 작은 아몬드 모양의 지역에서 형성됩니다. 전통적으로 뇌의 "두려움 센터"로 알려져 있지만 편도체는 즐거움과 다른 감정에도 반응합니다.
기저 측 단지 인 편도체의 한 부분은 환경에서 자극을 긍정적 또는 부정적인 결과와 연관시킵니다. 그러나 신경 과학자 인 케이 티 (Kay Tye)가 이끄는 매사추세츠 기술 연구소 (Massachusetts Institute of Technology)의 그룹이 마우스의 기저 측 2015 년과 Neuron 2016 년.
Tye와 그녀의 팀은 사운드를 설탕 물 또는 가벼운 전기 충격과 연관시키는 것을 배우는 배우의 기저 측 편도를 들여다 보았고, 각각의 경우에 다른 뉴런 그룹과의 연결이 강화된다는 것을 발견했습니다. 연구원들이 나중에 마우스의 소리를 연주했을 때, 배운 보상이나 처벌에 의해 강화 된 뉴런은 더욱 활발 해져서 관련 기억에 관여하는 것을 보여줍니다.
그러나 Tye의 팀은 정보를 올바른 뉴런 그룹으로 조종하는 것을 말할 수 없었습니다. 스위치 연산자 역할은 무엇입니까?
보상과 처벌 학습에 중요한 것으로 알려진 신경 전달 물질 인 도파민은 명백한 대답이었습니다. 그러나 2019 년 연구에 따르면이“기분 좋은”분자는 추억에서 감정을 암호화 할 수 있지만 감정을 긍정적 또는 부정적인 가치로 할 수는 없었습니다.
.그래서 팀은 긍정적이고 부정적인 기억이 형성되는 두 영역에서 발현 된 유전자를보기 시작했으며, 결과는 뉴런 사이의 시냅스 연결을 천천히 그리고 꾸준히 강화시킬 수있는 작은 다기능 단백질 인 신경 펩티드에주의를 돌렸다. 그들은 하나의 편도체 뉴런 세트가 다른 것보다 뉴로 텐신에 대해 더 많은 수용체를 가졌다는 것을 발견했다.
이 발견은 초기 연구에서 13 개의 아미노산 길이가 빈약 한 분자 인 Neurotensin이 두려움 반응을 포함하여 보상과 처벌 처리에 관여한다는 것을 보여 주었기 때문에 고무적이었습니다. Tye의 팀은 마우스의 뇌에서 Neurotensin의 양을 바꾸면 어떻게 될지 배우기 시작했습니다.
큰 성격을 가진 작은 분자
그 뒤에는 수년간의 외과 적으로 그리고 유 전적으로 마우스 뉴런을 조작하고 그에 따른 행동을 기록했습니다. “내가 박사 학위를 마쳤을 때, 나는 최소 1,000 개 이상의 수술을했다”고 논문과 2015 년의 지도자 인 Praneeth Namburi는 말했다.
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그 기간 동안 Tye는 전국의 실험실을 MIT에서 Salk Institute로 옮겼습니다. Namburi는 MIT에 머물 렀습니다. 이제 그는 댄서와 운동 선수들이 자신의 운동에서 감정을 표현하는 방법을 연구했습니다. Hao Li는 Tye의 실험실에 Postdoc로 합류하여 Namburi의 노트를 집어 들었습니다. 이 프로젝트는 전염병에 의해 더 멈췄지만 Hao Li는 필수 개인 지위를 요청하고 기본적으로 실험실로 이동하여 때로는 자고 있습니다. Tye는“그가 어떻게 그렇게 동기를 부여했는지 모르겠다”고 말했다.
연구원들은 편도체의 뉴런이 뉴로 텐신을 만들지 않았다는 것을 알고 있었기 때문에 먼저 펩티드가 어디에서 왔는지 알아 내야했다. 그들이 뇌를 스캔했을 때, 그들은 시상에서 뉴런을 발견하여 많은 뉴로 텐신을 생성하고 긴 축삭을 편도체로 찌릅니다.
그런 다음 Tye의 팀은 생쥐에게 톤을 간식이나 충격과 연관 시키라고 가르쳤다. 그들은 보상 학습 후에 편도체에서 Neurotensin 수준이 증가하고 처벌 학습 후에 떨어 졌다는 것을 발견했습니다. 마우스의 시상 뉴런을 유 전적으로 변경함으로써, 뉴런이 뉴런이 방출 된 방법과시기를 제어 할 수있었습니다. 신경도로 뉴로 텐신을 방출 한 뉴런을 활성화하면 보상 학습을 촉진하는 동시에 뉴로 텐신 유전자를 제압하면 처벌 학습을 강화했습니다.
그들은 또한 환경 신호에 대한 원자가의 할당이 그들에 대한 적극적인 행동 반응을 촉진한다는 것을 발견했다. 연구원들이 시상 뉴런을 녹아서 양성 또는 부정적인 원자가에 대한 정보를받지 못하게했을 때, 마우스는 보상을 수집하기 위해 느리게 진행되었습니다. 위협적인 상황에서 마우스는 도망 치기보다는 얼어 붙었습니다.
예를 들어, 화난 코뿔소가 당신을 충전하는 동안 원자가 할당 시스템이 무너지면 이러한 결과가 어떤 일이 일어날 지 제안합니까? Tye는“당신은 약간만 관리 할 것입니다. 순간의 무관심은 메모리에 기록됩니다. 그리고 나중에 비슷한 상황에서 자신을 발견했다면, 당신의 기억은 당신이 시급히 탈출하려고 긴급히 시도하도록 영감을주지 않을 것이라고 덧붙였다.
.그러나 Tulane University의 Brain Institute 교수 인 Jeffrey Tasker는 전체 뇌 회로가 폐쇄 될 가능성이 낮다고 말했다. 돌연변이 나 다른 문제로 인해 원자가를 반전시키는 대신 메커니즘이 잘 작동하는 것을 막을 가능성이 더 높습니다. "나는 누군가가 충전 호랑이를 사랑의 접근 방식으로 착각 할 상황을 보는 데 어려움을 겪을 것"이라고 그는 말했다.
Hao Li는 뇌가 1 차 원자가 시스템이 실패하더라도 보상과 처벌을 강화하기 위해 시작될 폴백 메커니즘을 가지고 있다고 동의했다. 이것은 향후 작업에서 추구하는 흥미로운 질문이 될 것이라고 덧붙였다.
Tasker는 원자가 시스템에서 결함을 연구하는 한 가지 방법은 일상적으로 끔찍한 것으로 판단되는 상황에서도 두려움을 느끼지 않는 매우 드문 사람들을 조사하는 것이라고 지적했다. Urbach-Wiethe 증후군과 같은 다양한 드문 조건과 부상은이 효과를 가질 수 있으며, 이는 칼슘 퇴적물이 편도체에 형성되어 두려움 반응을 약화시킬 수 있습니다.
뇌는 비관론자 입니다
Wen Li는“이번 연구 결과는“두려움 회로에 대한 우리의 이해와 생각과 편도의 역할을 발전시키는 측면에서 상당히 큽니다”라고 Wen Li는 말했습니다. 우리는 도파민보다 잘 알려져 있지 않지만 뇌에서 중요한 역할을하는 Neurotensin과 같은 화학 물질에 대해 더 많이 배우고 있다고 그녀는 덧붙였다.
하오 리는이 작업은 뇌가 기본적으로 비관적 일 가능성을 지적한다고 말했다. 뇌는 보상에 대해 배우기 위해 Neurotensin을 만들고 방출해야합니다. 처벌에 대해 배우는 데는 더 적은 작업이 필요합니다.
이 편견에 대한 추가 증거는 마우스가 처음 학습 상황에 빠졌을 때 마우스의 반응에서 비롯됩니다. 그들이 새로운 연관성이 긍정적인지 부정적인지 알기 전에, 시상 뉴런으로부터의 뉴로 텐신의 방출은 감소했다. 연구원들은 새로운 자극이 상황이 더 확실해질 때까지 자동으로 더 부정적인 원자가가 할당되었다고 추측합니다.
.Hao Li는“부정적인 경험과 긍정적 인 경험에 더 반응합니다. 당신이 차에 거의 맞으면, 아마도 오랫동안 그것을 기억할 것입니다. 그러나 맛있는 것을 먹으면 그 기억은 며칠 안에 사라질 것입니다.
.라이언은 그러한 해석을 인간에게 확장하는 데 더 조심하고 있습니다. "우리는 매우 빈곤 한 환경에서 자랐고 매우 특별한 유전 적 배경을 가진 실험실 마우스를 다루고 있습니다."
그럼에도 불구하고, 그는 미래의 실험에서 두려움이 인간 뇌의 실제 기본 상태인지 여부를 결정하는 것이 흥미로울 것이라고 말했다. 그리고 그것이 종종 다른 종에 따라, 심지어 다른 삶의 경험과 스트레스 수준을 가진 개인에 대해서도 다양하다.
.Wen Li는 이번 연구 결과는 뇌가 얼마나 통합되어 있는지에 대한 훌륭한 예라고 말했다. 그녀는 뇌의 어떤 뉴런이 시상에 신호를 먹이고 있는지 아는 것이 흥미로울 것이라고 말했다.
Nature Communications 에 발표 된 최근의 연구 단일 두려움 기억은 뇌의 둘 이상의 영역에서 인코딩 될 수 있음을 발견했습니다. 어떤 회로가 관여하는지 메모리에 따라 다릅니다. 예를 들어, Neurotensin은 어휘를 배울 때 형성되는 "선언적"기억과 같이 감정이 많지 않은 기억을 인코딩하는 데 덜 중요합니다.
.Tasker의 경우, Tye의 연구가 단일 분자 사이에서 발견 한 명확한 관계는 기능과 행동이 매우 인상적이었습니다. Tasker는“신호와 동작 또는 회로와 기능 사이의 일대일 관계를 찾는 것은 드 rare니다.
신경 정신과 적 목표
원자가를 할당하는 데있어서 뉴로 텐신 및 시상 뉴런의 역할의 선명도는 신경 정신병 장애 치료를 목표로하는 약물의 이상적인 표적을 만들 수있다. 이론적으로, 원자가 할당을 고칠 수 있다면 질병을 치료할 수 있다고 Hao Li는 말했다.
Neurotensin을 표적으로하는 치료 약물이 이미 형성된 기억의 원자가를 변화시킬 수 있는지는 확실하지 않습니다. 그러나 그것이 희망이라고 Namburi는 말했다.
약리학 적으로 이것은 쉽지 않습니다. Tasker는“펩티드는 혈액 뇌 장벽을 가로 지르지 않고 혈액 화학의 변동을 절제하는 혈액 뇌 장벽을 넘지 않기 때문에“펩티드는 악명이 높다”고 말했다. 그러나 불가능하지는 않지만 대상 약물을 개발하는 것은 분야가 향하는 곳이 매우 많다고 그는 말했다.
뇌가 용도를 부여하는 방법에 대한 우리의 이해는 여전히 중요한 차이를 가지고 있습니다. 예를 들어, 뉴로 텐신이 원자력 스위치를 뒤집기 위해 편도체 뉴런에 결합하는 수용체는 분명하지 않습니다. Tye는“이것은 채워질 때까지 나를 괴롭힐 것입니다.
최근 노스 웨스턴 대학교 (Northwestern University)의 조교수로 임명 된 하오 리 (Hao Li)는 문제가있는 원자가 과제가 어떻게 불안, 중독 또는 우울증을 유발할 수 있는지에 대해 너무 많이 알려져 있지 않다고 말했다. Hao Li는 Neurotensin 이외에도 뇌에는 중재의 잠재적 표적 인 다른 많은 신경 펩티드가 있다고 Hao Li는 말했다. 우리는 그들이 무엇을하는지 모릅니다. 그는 또한 뇌가 경험이 좋았는지 나쁜지 확실하지 않은 더 모호한 상황에 어떻게 반응 할 것인지 궁금합니다.
이 질문들은 포장하고 밤에 집으로 돌아간 후 오랫동안 하오 리의 뇌에 남아 있습니다. 이제 그는 자신의 뇌에 어떤 수다스러운 세포 네트워크가 자신이 느끼는 감정을 주도하는지 알기 때문에, 그의 뇌가 Neurotensin을 펌핑하거나 좋은 소식의 모든 것에 대한 반응으로 그것을 방해하는 것에 대해 친구들과 농담을합니다.
."이것은 생물학이라는 것이 분명합니다. 모든 사람에게 발생합니다." "기분이 좋지 않을 때 기분이 나아집니다."
