2023第一届「心智与脑科学」 - 心理、神经、与大脑 科普写作征文 Ｂ组神经生物科学－佳作：政大庄Ｏ翰
儿时负面经验 (Adversive Chilhood Experiences, ACEs) 近来是精神医学与谘商/临床心理领域的重要课题，对孩童心理健康所造成的影响。这些来自原生家庭的暴力、忽略与失能都会长远地影响孩子的自我概念 (Self-Concept)、依附关系 (Attachment) 与自卑情节 (Inferiority Complex) 等面相，更提升表观遗传学 (Epigenetics) 上身心疾病罹患的机率。
而公视知名的影集《火神的眼泪》是描述消防员的一出职人剧，其中特别提及消防员的心理需求被社会集体潜意识的漠视，尤其华人社会不善表达情绪与寻求心理支持的民情显着；同时近期COVID-19疫情严重，警消军医护等一线人员都正承受染疫的巨大风险与压力，进而有替代性创伤 (vicarious trauma) 与创伤后压力症候群 (PTSD) 的情形出现，这些问题若不被正视，将会带来我们不乐见的后果。
这篇Neuron的文章提到，消除条件性恐惧记忆是对恐惧反应的适应控制的重要能力，能力的损坏也是情绪障碍的标志，如创伤后压力症候群 (PTSD)。恐惧消除被人们认为会发生在当个体形成一个压抑原有恐惧记忆的新记忆时；然而人们对于消除记忆的本质、形成环境与储存所知甚少。在本篇文章中，实验者证明了恐惧消除记忆痕迹细胞形成并储存于基因中不同的基底外侧杏仁核 (BLA) 神经元群体中，同时驱动酬赏行为和对抗BLA原始的恐惧神经元，且恐惧消退痕迹神经元的激活和自然酬赏的反应神经元在BLA中有显着重叠。此外，这两个神经元子集在驱动酬赏行为和恐惧消退方面是可互换的，因此恐惧消除记忆可说是一种新形成的酬赏记忆。
研究发现，在BLA中有两种不同基因类型的神经元，一种是分布在BLA后半部(posterior BLA ，pBLA)的表达Ppp1r1b基因的神经元，负责编码正向的情绪和记忆；而分布在BLA前半部(anterior BLA ，aBLA)的表达Rspo2基因的神经元则负责编码负向的情绪和记忆。这两类神经元有相互竞争 (antagonize)的关联，因此在这篇研究中，实验者着手研究这种竞争的神经回路是否也构成了恐惧记忆及其消除的基础。(p. 1077)
实验方法上，实验者使用情境恐惧条件反射和消除模型 (contextual fear conditioning and extinction learning paradigm)，透过电击让小鼠对特定的环境形成恐惧记忆。第二天，这些小鼠被放回同样的环境中45分钟，但是并没有给予电击刺激，从而使他们能够对此环境形成新的记忆而不会感到恐惧，这个过程被称为恐惧记忆消除训练 (Fear extinction training，FET)。(p. 1077-1078)
在过程中，实验者先透过萤光原位杂合技术 (Double smFISH) 和体内钙成像 (in vivo Calcium imaging)两种不同的方式来检测Ppp1r1b神经元和Rspo2表达神经元的活性。他们发现在恐惧记忆消除训练 (FET)之后，Ppp1r1b表达的正向神经元显着地被激活，而Rspo2表达的负向神经元则被抑制。在恐惧记忆消除训练过程中，新的记忆会形成来抑制原始的恐惧记忆，后将记忆储存在一群神经元中，这个过程被称为记忆痕迹 (memory engram)。研究人员透过光遗传学 (Optogenetics)激活这些恐惧消除记忆痕迹细胞群，发现当这些神经元被抑制时，原始的恐惧记忆不会被消除；即便小鼠经历过了恐惧记忆消除训练，仍无法达到恐惧消除的效果。(p. 1080-1084)
最后，实验者想要探究在Ppp1r1b表达的神经元中，记忆痕迹的细胞与负责正向感知细胞的相互关系。他们发现这两种神经细胞群有很大程度的交叠 (overlap significantly)，透过光遗传学方式去激活恐惧消除记忆的神经元可以让小鼠产生愉悦感；反之，激活正向感知的神经元可以帮助小鼠的恐惧记忆消除训练，显示在行为层面上是可相互替换的 (interchangeable)。(p.1084-1086)
此研究的重要性测定了有关恐惧记忆消除的精准大脑细胞种类 (Ppp1r1b及Rspo2)，这些细胞正是个体学习去不再感到恐惧的关键；而且还进一步表明这些神经元有助编码酬赏神经元。
这一发现不仅为临床与谘商心理上现用的认知行为疗法，如内爆疗法 (implosibe therapy)及系统减敏法 (systematic desensitization) 提供更进一步的神经科学理论支持；更透过表明它们在大脑中的确切位置以及独特的基因表达，将帮助推进创伤后压力症候群（PTSD）及焦虑症等精神疾患的治疗药物研发。
References
Zhang, X., Kim, J., & Tonegawa, S. (2020, March 18). Amygdala Reward Neurons Form and Store Fear Extinction Memory. Neuron, 106(6), 949-1112. Science Direct. 10.1016/j.neuron.2019.12.025