작은 두뇌 세포의 작은 클러스터가 어떻게 피할 수 있습니까?
Optogenetic 연구는 얼마나 깊은 뇌 구조가 불안을 조절하는지 보여줍니다.
회피 (Avoidance)는 위협에 적응하는 반응으로, 동물이 위험한 상황을 벗어나지 못하게합니다. 회피는 생존을 위해 종종 중요하지만, 실제 상황을 피하고 실제 위협을 게시하지 않을 때 방어적인 대응으로 역효과를 낼 수 있습니다. 이것은 외상 후 스트레스 장애 (PTSD)와 피할 수있는 인격 장애 (AvPD)를 가진 사람들에게서 임상 적으로 볼 수 있습니다.
예를 들어, PTSD를 가진 사람은 자동차 추락 후 차 안에서 운전이나 승차하는 것을 피할 수 있습니다. 충돌 사고에서 차의 특정 모델을 먼저 피하고 두려움의 일반화로 인해 더욱 많은 형태의 교통 (극단적 인 경우)을 피할 수 있습니다. 그들은 본질적으로 더 이상 운송 수단을 사용하지 않을 것이며, 아마 심지어 집에 머 무르지도 않을 것입니다. AvPD를 가진 사람들 (사회 불안 장애와 비슷하지만 더 심하고 널리 퍼짐)은 극단적 인 사회적 억압을 가지며 사회적 상호 작용을 피하고 안전하지 못하고 부적절하며 다른 사람들의 평가에 매우 민감합니다. 회피는 또한 우리가 생각할 수있는 것을 제한 할 수 있습니다. 사람들은 종종 사고를 억제하고 일상적인 문제를 초래하고 개인적인 성장과 발달을 방해하는 감정 ( “경험적 회피”)을 억제합니다.
사람들이 인식 된 위협에 부적응 반응을 보이면 사회적 관계와 바람직한 활동을 방해하기 때문에 회피가 힘들 수 있습니다. 모욕을 외상에 가하는 것은 사람들이 두려워하는 활동 (예 : 자동차 타기, 직장 및 개인 환경에서보다 사회적으로 효과적)과 같은 건설적인 행동에 종사하는 것을 방지합니다. 두려움에 대한 반응. 피하는 것은 새로운 행동을 배우는 것뿐만 아니라 부정적인 경험이 피할 수없는 반응을 일으키기 전에 잘 돌아간 접근법으로 돌아갈 수있는 것을 방지합니다. 그러므로 회피는 외상 후 반응을 고정시켜 치료 재 참여 및 회복을 방지 할 수 있습니다.
분명히 지나치게 단순화 된 외상 이론의 일반적인 모델은 편도가 (다른 감정적 인 상태와 관련되어 있음에도 불구하고) 공포와 해마가 내러티브 나 일시적인 기억과 공간적 방향과 관련된 문맥을 제공하는 것으로 보는 것이다. 그래서 PTSD에서 편도선은 너무 활동적 일 것입니다 (예 : 모든 차량이 경보를 울림) 해마가 작동하지 않아 모든 차량이 실제로 위협이되었다고 믿게합니다 (비록 그것이 사실이 아니라고 지적으로 알고 있다고해도) , 뇌의 더 오래되고 깊은 부분에 의해 더 높은 기능의 일종의 “두뇌”를 이끈다.
대조적으로, PTSD가 없으면 자동차 충돌 사고를당한 사람은 자동차에 들어가는 것을 두려워한다는 것을 인식 할 수 있지만 이해가된다면 두려움이 과장되었다는 것을 인식하고 그것을 시각으로 보게됩니다. 그래서 기본 모델은 병리학 적 상태에서 amydala가 너무 강하고 해마가 너무 약해서 전두엽 피질 (실행 기능과 관련되어 있음)을 압도하여 부적응 피를 없애는 것입니다. 치료 노력은 다양한 수단을 통해 균형을 회복시키는 데 있습니다.
그러나 Jimenez와 동료 (2018)의 현재 연구가 우아하게 보여 주듯이 그 이야기에는 더 많은 것이 있습니다. 해마의 관점을 넘어 순수한 기억과 두려움의 맥락화에 관한 것으로, 이전 연구에서 해마의 윗면 ( “등쪽”)이 위치 (맥락), 배 쪽 ( “복부”) 불안 치료 및 후속 행동 반응에 관여합니다. 복부 해마는 편도선, 시상 하부 (기본 생리 활성, 스트레스 반응 및 근본적인 포유류 행동과 관련됨) 및 기타를 포함하여 다양한 주요 뇌 영역에 연결됩니다 (뉴런의 “예상”을 보냅니다).
Jimenez와 동료들은 복부 해마에서 불안 세포의 역할을 정확히 알아 내기 위해 optogenetic 마우스 모델을 사용했다. 그들은 관심있는 분야의 세포 활동을 직접 관찰하기 위해이 쥐의 두뇌에 작은 현미경을 심어 놓았고, 바이러스를 사용하여 그 세포를 프로그래밍하여 작은 광섬유 케이블을 사용하여 켜고 끌 수 있도록했습니다. 해마의 일부 ( “optogenetics”로 알려진 기술). 이 두뇌 영역은 본질적으로 모든 포유류가 공유하고 진화에 의해 고도로 보존되기 때문에이 설치류 모델의 발견은 많은 중요한 방식으로 인간에게 적용될 가능성이 높습니다.
해 마의 불안 셀보고.
출처 : Jimenez et al., 2018
이것은 극도로 섬세하고 아름다운 접근 방식으로 인해 연구원은 쥐가 위협적이고 스트레스가 많은 상황에 노출되었을 때 어떤 일이 발생했는지 정확하게 볼 수 있었으며 세포를 켜고 껐을 때 어떤 일이 있었는지 확인할 수있었습니다. 두려움에 근거한 반응을 보이는 생쥐가 복부 해마의 세포가 꺼지면 그 반응을 계속 보여줄 수 있습니까? 또한, 뇌의 어떤 부분이 해마의 불안 세포에 의해 활성화되어 위협에 대한 회피 및 관련 반응을 유도합니까?
첫째, 마우스는 몇 가지 표준 연구 프로토콜 (예 : 매우 밝은 빛의 두려움에 근거하지 않는 회피, 감전 상자를 사용하는 두려움 조절)을 사용하여 회피 및 공포감에 근거한 반응을 보였습니다. 연구자들은 서로 다른 조건에서 해마 세포 반응을 비교하여 불안에 대한 반응을 실제로보고 있는지 확인했습니다. 그들은 vCA1이라는 뉴런이 두려움에 의해 선택적으로 활성화되어 회피로 이어진다는 사실을 발견했으며 다른 조건은 아닙니다.
optogenetics를 사용하여 이러한 vCA1 세포 (다른 반응을 조절하는 다양한 비 불안 관련 세포)를 켜고 끄고 많은 조작을 추가함으로써 그들은이 세포가 불안감뿐만 아니라 그들은 시야 측면 시상 하부에 메시지를 보냄으로써 두려움과 관련된 회피를 통제했으며, 행동 및 생리적 반응을 일으켰다. 즉, vCA1 세포가 정상적으로 기능 할 수있게되었을 때, 그들은 시상 하부를 활성화시킴으로써 두려움에 근거한 회피 반응과 스트레스 반응을 유도했습니다.
그들이 vCA1 세포를 스위치 오프했을 때, 동물들은 회피 조절 반응을 보였을지라도 회피 반응을 보이지 않았다. 그들은 또한 vCA1 세포가 편도체와 연결되어 있지만 뇌의이 부분을 통해 회피 적 행동을 제어하지 못한다는 사실을 보여주었습니다. 오히려, 편도체와 해마 간의 연결은 현재의 이해에 따라 두려움에 근거한 반응을 학습하는 것과 더 관련이 있습니다.
인간의 임상 적 적용이 먼 길일지라도 특정 그룹의 해마 세포가 시상 하부에 대한 특정 영향을 통해 공포 관련 회피를 유도한다는 사실은 근본적인 발견이다. 우리가이 분야에 특별히 영향을 미치는 접근법을 개발할 수 있다면, 부작용 회피 및 일반적인 약물 치료법을 통한 임상 장애에서 발견되는 다른 두려움에 근거한 대응은 물론 뇌 자극 기술을 통해 직접 목표를 세울 수도 있습니다. 원칙적으로 이와 같은 결과는 법의학 환경에서보고 된 반응이 “실제로”일어나는지 여부를 알아보기 위해 유용합니다. 실제로 뇌 자체에서 일어나는 일을 관찰합니다. 예를 들어, 이론적으로 사고 후 회피로 인해 일을 할 수 없다고보고 한 사람은 신경 학적 수준에서 확인할 수 있습니다.
임상 잠재력 외에도 vCA1 세포의 위치와 그들이하는 일에 대한 정교한 이해를 바탕으로 연구진은 사람의 vCA1 세포가 인간의 뇌 세포인지 확인하기 위해 신경 영상 연구와 같은 비 침습적 기법을 사용하여 인간을보다 효과적으로 연구 할 수 있습니다. 그들이 쥐에서하는 것과 똑같은 일을하십시오. 이것은 진단 적으로 유용 할 수 있습니다. 예를 들어, 복부 해마에서 더 높은 활성의 “바이오 마커”는 다른 관련 발견과 결합되어 신뢰할 수있는 진단 테스트로 이어질 수 있습니다. 특히 정신 의학적 조건 및 다른 생물학적 테스트가없는 다른 분야에서는 “큰 데이터”에 대한 집중적 인 계산 방법을 사용하는 것이 새로운 패러다임입니다.
이 접근법의 좋은 예는 항우울제, 정신병 치료제, 진통제 및 기타 치료법과 같은 약물 반응을 예측하기위한 약물 유전체 검사를 사용하는 것입니다. 약물 유전체 검사는 이미 임상 진료에 사용되고 있으며, 초기에는 표준이되었습니다. 누군가가 주어진 치료에 반응하는지 아닌지를 알려주는 하나의 검사를하는 것보다, 여러 검사의 결과를 분석하는 것 (각각은 제한된 용도로만 사용됩니다)은 임상 적으로 의미있는 정보를 제공합니다. 더 작은 테스트를 계산 모델에 내장 할 수 있으면 전체 진단 테스트가 유용 해지고 새로운 연구가 가능 해지면 모델을 수정하고 개선 할 수 있습니다.
뇌 영상을 진단 목적으로 사용하는 것은 큰 데이터에 대한 이해를 필요로하며, 우울증을 비롯한 다른 임상 적 상태에 대해 조사 중이다. 예를 들어, 우울증 환자 그룹의 영상 데이터를 살펴보면 연구자들은 우울증의 4 가지 “바이오 타입”을 확인할 수있었습니다. 다음 단계는 임상 적으로 유용한 진단 테스트를 개발하고 임상 결정을 최적화하기 위해 다양한 생물 유형의 우울증을 가용 치료법과 연관시키는 것이다. 서서 그대로, 풍경이 변화하는 동안
참고 문헌
Jimenez CJ, Su K, Goldberg R …, Paninski L, Hen R & Kheirek MA. (2018). Hippocampal-Hypothalamic Circuit의 불안 세포. 뉴론 97, 1-14
2018 년 2 월 7 일