【蘇允明專欄】壓力如何擾亂記憶並導致焦慮

一隻棕色的小老鼠在籠子裡的白色輪子上奔跑。杏仁核中的神經傳導物質可能是我們在無害的情況下產生焦慮反應的原因。壓力使老鼠在大腦中形成大的神經元束，破壞記憶的形成，使它們對無害的情況感到恐懼——這可能有助於解釋為什麼有壓力的人在安全的環境中經常感到受到威脅。斯姆里蒂·馬拉帕蒂 Smriti Mallapaty發表在最新一期權威期刊《自然》(Nature)的<壓力如何擾亂記憶並導致焦慮>( How stress can disrupt memory and lead to anxiety)指出，在老鼠身上，壓力改變了大腦包裝記憶的方式，導致不必要的恐懼反應——但藥物能夠逆轉這種效果。(In mice, stress altered the way that the brain packaged memories, resulting in an unnecessary fear response — but drugs were able to reverse the effect.)

壓力如何破壞記憶形成
研究人員早就知道壓力或創傷會導致人們害怕無害的情況。例如，在熱鍋上燙傷手指後，有壓力的人可能不僅會避開熱鍋，還會完全避開廚房或烹飪。這種普遍性恐懼在患有創傷後壓力症候群（PTSD）和廣泛性焦慮症的人中很常見。
今天發表在《細胞》雜誌上的一項研究描述了壓力如何破壞記憶形成，特別是對可怕事件的回憶。研究結果可以為治療創傷後壓力症候群和焦慮症患者的療法的開發提供參考。
「這篇論文確實是一篇傑作，」位於克洛斯特新堡的奧地利科學技術研究所的神經科學家 Ryuichi Shigemoto 說。 “他們使用了很多不同的方法和技術來證明這條漫長的道路。”
記憶體包
記憶被打包成神經元組，稱為印跡，當記憶形成時，這些神經元就會被啟動。加拿大多倫多病童醫院的神經科學家 Sheena Josselyn 和她的同事們研究了壓力是否會破壞印跡形成，並重點研究了大腦中一個名為杏仁核的區域，該區域與壓力和情緒反應有關。
該研究涉及在小鼠身上進行的一項精心設計的三步驟實驗。首先，他們給一些成年小鼠注射壓力荷爾蒙皮質酮或將它們限制在小管中 30 分鐘，使它們處於壓力狀態，從而增加了它們的皮質酮水平。
然後，他們將老鼠（有些有壓力，有些沒有壓力）放入一個房間中，並播放中等音調的聲音 30 秒，這是一個中性事件。休息一會兒後，老鼠回到房間裡，聽到持續 30 秒的高音調哨聲，最後對腳部進行 2 秒的電擊，以模仿可怕的事件。
為了測試小鼠如何儲存這些經驗的記憶，研究人員將小鼠置於一個新的環境中並播放兩個音調，觀察它們的反應。沒有壓力的老鼠在聽到高音調的口哨聲時大多會僵住，而有壓力的老鼠對這兩種聲音都會僵住，這表明它們無法區分中性事件和恐懼事件。
專屬俱樂部
研究人員使用各種技術來視覺化囓齒動物的神經活動。他們發現，在記憶形成過程中，未受壓力的小鼠會形成小印跡以響應口哨和足部震動，而這些印跡只有在暴露於口哨時才會被重新激活。但受到壓力的小鼠會形成更大的印跡，當暴露於這兩種聲音時，印跡會被重新活化。
進一步的實驗揭示了大腦中一系列事件，這些事件在壓力小鼠中產生了更大的印跡。在正常情況下，杏仁核中的特定神經元會透過釋放稱為γ-氨基丁酸（GABA）的化學信使來阻止神經元活動。這確保了根據負面記憶創建一個小印跡。 「這有點像夜總會裡的天鵝絨繩子：它只讓某些神經元進入夜總會，」喬斯林說。但在壓力下，興奮性神經元會向大腦傳遞一種稱為內源性大麻素的神經傳導物質，這種神經傳導物質會與抑制性神經元上的糖皮質激素受體結合，並阻止它們釋放GABA，從而產生更大的印跡。換句話說，天鵝絨繩子掉落後，“許多神經元可以進入這個專屬俱樂部”，喬斯林說。
以兩種藥物逆轉壓力對記憶形成的影響
研究團隊能夠以兩種藥物逆轉壓力對記憶形成的影響，其中一種藥物是米非司酮，被批准用於終止早期懷孕。這些藥物要麼阻斷糖皮質激素受體，要麼阻斷內源性大麻素的產生，而受到壓力的小鼠會像不受壓力的小鼠一樣回憶記憶。但研究人員警告說，這些藥物的副作用超出了大腦範圍，而且只有在記憶形成時服用才有效，因此不太可能對人類有用。
喬斯林和她的同事現在正試圖研究記憶形成後印跡是否可以改變，或者是否有其他方法可以減輕壓力對記憶的影響。