学习什么是危险的昂贵：解锁社会动物的恐惧反应

如果站在你旁边的人突然尖叫并逃跑，你会怎么做？您是否能够平静地随身携带，或者您会恐慌吗？除非你是詹姆斯邦德，否则你最有可能去第二选项：恐慌。

但现在想象一下另一种情景：虽然在街上，走在你面前的人突然冻结：她停止移动，变得完美。你会怎么办？

“这里的答案变得更加棘手，”葡萄牙里斯本，里斯本，康普尔的香槟族中心的行为神科学实验室主管马塔·莫塔说。“尽管冻结是三个基本的本能防御行为之一[以及与战斗和飞行一起]，但动物不会本能地知道，当别人冻结时，他们实际上是响应威胁。”

对于像我们这样的社会动物，能够讲述团体成员是否感受到威胁，可以是生死攸关的问题。这个学习如何发生？为了找到这个问题的答案，Moita和她的团队从事一系列研究。他们最近的调查结果呈现在两个科学文章中，于今天（5月12日）发表的普罗斯生物学期刊上，另一个是在古流的生物学中发表的另一个。他们的结果揭示了动物获得冻结和概述神经电路的恐惧，这是一种机制，这些机制是这种恐惧表达的神经电路。

“一分耕耘一分收获”

有些恐惧的反应是如何天生的，而其他人必须学到？答案尚不完全众所周知，但一个好的猜测是因为世界变化，动物必须能够灵活地适应他们的环境。

例如，当动物冻结时，它基本上停止移动。但缺乏运动必然是危险的迹象？“答案是不，”Moita说。“有动物停止移动的情况是完全良性的;它可能正在梳理或观察一些东西。但随后，这种无害的提示可以转化为危险的迹象。我们想知道它是如何发生的。“

在研究中发表的研究中，Moita和她的团队与大鼠测试了各种实验情景。他们发现这首先是，动物必须经过一个被称为“自我调节”的过程，这意味着通过观察他人，而是通过第一手经验来实现学习。而且，只有在满足特定标准，才能发生这种情况。“我们对结果感到有点惊讶，因为事实证明，学习机制非常严格，”该研究第一个作者安德烈克鲁兹说。

该团队发现，对于一只大鼠来说是通过冻结作为社会的提示，必须通过学习经验，包括两个关键组成部分：痛苦和不动。无论是一个没有另一个都不够。

“例如，经历轻度脚震震的动物[这是一个痛苦的事件]然后冻结，因此学会在其他小组成员中识别威胁。但是当我们通过在足部休克后立即从实验箱中取出大鼠时，我们阻止了随后的冻结响应时，学习没有发生。“克鲁兹解释道。

它可能看起来很苛刻，但实际上，正如Moita所指出的那样，这种学习方式是动物以避免危险的极大有益的方式。“老鼠经历了一个痛苦的经历[轻度脚震动]教导它冻结是对负面事件的回应。因此，现在它不需要先学习可能导致痛苦经历的全方位方案。相反，它只需要关注其集团成员的表现方式。“

听证会和恐惧沉默

在冻结和危险之间创造一个关联意味着在大脑中形成新的神经连接。但在Ping进入神经电路之前，仍然需要解决的重要问题：哪些大脑区域可能参与这种新学习恐惧的表达？

“通过将先前无关的认知元素联系起来，学习发生，”Moita解释说。“例如，在着名的Pavlov实验中，狗了解到铃声的声音意味着他们即将接受食物。所以两个先前的无关的东西 - 钟声和食物 - 在大脑中变得有关。“

Moita指出，几个认知元素可能与这种新获得的防守反应相关联，其中包括一种特殊的听觉提示 - 沉默。

该团队以前发现学会用冻结作为闹钟的老鼠实际上是突然发作的沉默。“当大鼠冻结时，它停止移动。有效意味着它停止发电声，“Moita解释说。“我们发现，从声音到沉默的这种过渡可以成为一个社会提示，大鼠认识到另一个团体正在冻结。”

在这一思路之后，团队专注于大脑的恐惧学习中心和听觉系统。他们的结果 - 描述了跨越这些结构的新神经图 - 今天在普罗斯诗生物学期刊上发表。

一个新发现的神经图

想到的第一个问题是：听觉系统如何听到沉默？Moita解释说，为了回答这个问题，你必须反向考虑它。“我们认为，大脑检测到这是本身的沉默，实际上是声音的停止。”

听觉系统由数千个神经元组成，每个神经元都具有“个人偏好”，用于听觉信息的某些特征。例如，一些神经元响应高频声音，其他神经元向发出声音。然后，有“偏移神经元”，响应声音的停止。那些是球队怀疑是那些发现沉默的神经元。

“偏移神经元在脑电区的特定区域中丰富了，称为丘脑耳疫。当我们阻止这一领域的活动时，那些改善冻结作为社会暗示的动物，并且通常会响应突然发作的沉默，并没有，“解释了这项研究的第一个作者的Ana Perreira。

重要的是，这种相同的听觉区域连接到横向Amygdala - 一种对学习造成威胁声音的大脑区域至关重要。它也可以参与恐惧沉默吗？该团队发现答案是“是的”。“我们的研究结果表明，侧向Amygdala对于关联声音和危险，而且也是沉默和危险的重要性，”Perreira说。

该团队将这些结果与本研究中获得的其他人一起使用，生成大脑如何表达冻结的地图。“我们确定的途径扩展了在危险的背景下处理听觉线索的网络，”Moita说。“更广泛地，我们的工作使舞台进一步了解我们对大脑中如何编码感官刺激和其行为相关性的理解。”她总结道。

参考：“丘脑，皮质，和Amygdala参与处理自然声音的危险性的处理”由Ana G. Pereira，Matheus Farias和Marta A. Moita，2020年5月12日，Plos Biology.doi：
10.1371 / journal.pbio.3000674