快速眼动睡眠期间,下边缘皮质活动促进恐惧记忆的消退

快速眼动睡眠期间,下边缘皮质活动促进恐惧记忆的消退

快速眼动（REM）睡眠已被证实能促进恐惧消退并保护大脑免受恐惧记忆的影响。然而，其背后的神经机制一直是个谜。最近发表在《Current Biology》上的一项研究揭示了REM睡眠期间下边缘皮质（IL）活动在恐惧记忆消退中的关键作用，为理解创伤后应激障碍（PTSD）提供了新的视角。

快速眼动（REM）睡眠已知可以促进恐惧消退，并对抗恐惧记忆起到保护作用。因此，创伤事件后REM睡眠的中断可能会增加人患PTSD的风险。然而，REM睡眠促进厌恶记忆消退的潜在机制仍然未知。

下边缘皮质（IL）是消退记忆巩固的关键脑结构。研究团队使用钙成像技术发现，小鼠多数IL锥体神经元在快速眼动睡眠期间被强烈激活。在听觉提示的恐惧条件反射后，研究团队通过光遗传学在REM睡眠期间的特定4小时窗口抑制IL神经元，结果发现消退记忆巩固受损。相反，在消退学习后进行的REM特异性IL抑制并未影响消退记忆。全细胞膜片钳记录表明，快速眼动睡眠期间抑制IL神经元会降低其兴奋性。

总结来说，快速眼动睡眠在恐惧条件反射后通过增强IL兴奋性来促进恐惧消退，且快速眼动睡眠在创伤事件后在保护大脑免受创伤记忆影响上发挥重要作用。

PTSD患者在恐惧消退方面存在缺陷，快速眼动睡眠的干扰与PTSD的症状有关。恐惧消退是指以前引起恐惧的刺激不再预示危险，并形成抑制恐惧的新记忆。快速眼动睡眠在条件恐惧的消退中起重要作用，剥夺快速眼动睡眠会削弱恐惧消退记忆。

下边缘皮质（IL）在恐惧消退记忆的巩固中起关键作用，其在REM睡眠期间的活动显著增加。PTSD患者的vmPFC（IL的同源区域）结构异常和低活性与其症状有关。虽然研究表明快速眼动睡眠特定的神经活动在巩固记忆中起重要作用，但REM睡眠如何影响IL的兴奋性和恐惧消退仍不清楚。

实验设计与方法

研究团队使用8-9周龄的雄性C57BL/6J小鼠作为实验对象，通过钙成像、光遗传学、膜片钳记录等多种技术手段，系统研究了REM睡眠期间IL神经元活动与恐惧消退记忆的关系。

主要发现

1. 大多数IL锥体神经元（76.6%）在REM睡眠期间最为活跃，这些神经元的活动与REM睡眠期间的脑电图（EEG）θ波功率正相关。
2. 在恐惧条件反射后的REM睡眠期间特异性抑制IL锥体神经元的活动，会损害恐惧消退记忆的巩固。这种影响具有时间依赖性，仅在条件反射后的前4小时内有效。
3. 抑制REM睡眠期间的IL神经元会降低其兴奋性，这可能是REM睡眠促进恐惧消退记忆的机制之一。

这项研究创新地揭示了REM睡眠对消退记忆的时间依赖性，为理解创伤后REM睡眠异常、消退记忆巩固受损以及治疗创伤后应激障碍（PTSD）提供了新的机制性解释。

文章来源
Hong J, Choi K, Fuccillo MV, Chung S, Weber F. Infralimbic activity during REM sleep facilitates fear extinction memory. Curr Biol. 2024 May 20;34(10):2247-2255.e5. doi: 10.1016/j.cub.2024.04.018. Epub 2024 May 6. PMID: 38714199; PMCID: PMC11111341.