Forskare hittar "hjärnbrytaren" för mod
När vi ser fara reagerar vi. Oavsett om vi väljer att springa och dölja eller konfrontera vårt hot direkt, är vårt "omedelbara" beslut resultatet av en komplex hjärnmekanism som integrerar visuella data och utlöser ett lämpligt svar. Hur sker detta? En ny studie förklarar.
I djurriket är vision avgörande för överlevnad. Denna viktiga känsla informerar hjärnan om rovdjur och andra hot, och i sin tur genererar hjärnan en lämplig reaktion: mod eller rädsla, kamp eller flykt.
Men hur sker denna process? Hur integrerar djur - inklusive människor - visuell information med lämpliga hjärnkretsar som först styr våra känslomässiga tillstånd, och därefter vårt beteende och handlingar?
Ny forskning för oss närmare ett svar. Forskare som leds av Andrew Huberman, docent i neurobiologi och oftalmologi vid Stanford University School of Medicine i Kalifornien, har funnit att hjärnkretsarna är "ansvariga" för beslutet att antingen slåss eller fly i fara.
Även om studien genomfördes på möss är resultaten relevanta för människor. Faktum är att resultaten har viktiga konsekvenser för att förstå och hantera posttraumatisk stressstörning (PTSD), missbruk och fobier.
Lindsey Salay är den första författaren till tidningen, som nu har publicerats i tidskriften Natur.
Hjärnkretsen av rädsla
För att undersöka gnagarnas svar på ett hot simulerade Salay och teamet en rovfågel och använde c-Fos neuronal markör för att spåra aktiviteten hos mössens neuroner.
Forskarna fann ökad aktivitet i nervceller som var grupperade i en struktur som kallas ventral mittlinje thalamus (vMT).
Med hjälp av hjärnkartläggning kunde forskarna se vilken sensorisk information som kommer in och vilken information som går ut ur vMT.
De avslöjade att vMT tar emot information från ett brett spektrum av hjärnområden som bearbetar interna tillstånd, såsom den av rädsla, men att den skickar information mycket selektivt till endast två huvudområden: den basolaterala amygdala och den mediala prefrontala cortexen.
Amygdala bearbetar rädsla, aggression och andra känslor, medan den mediala prefrontala cortex använder sin verkställande funktion för att modulera känslomässiga reaktioner. Området är också djupt involverat i ångest.
Ytterligare analys kastade ännu mer ljus över banan för hjärnkretsen som är involverad i gnagarnas svar på det olycksbådande rovdjuret.
Tydligen börjar en nervkanal från "xiphoid nucleus" - ett kluster av nervceller i vMT - och fortsätter till den basolaterala amygdala.
En annan kanal följer en analog väg, den här gången från de så kallade nucleus reuniens - ett annat kluster av nervceller byggt runt xiphoidkärnan - och leder upp till den mediala prefrontala cortexen.
'Slå på' modet
Efter att ha observerat denna bana i hjärnan undrade forskarna om selektivt hämmar vissa nervceller längs dessa vägar ger specifika kamp-eller-fly-reaktioner.
För att ta reda på stimulerade Salay och teamet bara aktiviteten hos xifoidkärnan medan de konfronterade gnagarna med bilden av rovfågeln. Detta fick mössen att frysa framför rovdjuret.
Därefter stimulerade de aktiviteten i kanalen som går från nucleus reuniens till den mediala prefrontala cortexen. Detta orsakade en överraskande reaktion: mössen blev aggressiva och gjorde sig redo att försvara sig.
Seniorutredaren Huberman beskriver gnagarnas beteende som ett obestridligt mod. "Du kunde höra deras svansar dunka mot sidan av kammaren", förklarar han. "Det motsvarar musen att slå och slå på bröstet och säga" OK, låt oss slåss! ""
Ett andra experiment bekräftade resultaten: stimulera uteslutande kärnan reuniens i en halv minut innan de visade att rovdjuret gav samma beteendemässiga svar: snarare än att gömma sig, skramlade mössen sina svansar och exponerade sig i oskyddade områden, redo att slåss.
Huberman säger att resultaten är mycket relevanta för människor, med tanke på att mänskliga hjärnor har en liknande struktur som vMT.
Han föreslår att människor som lever med fobier, ångest eller PTSD snart kan dra nytta av resultaten, eftersom att minska aktiviteten i deras vMT eller i de intilliggande neuronklusterna kan hjälpa dessa människor att övervinna deras rädslor.
"Detta öppnar dörren för framtida arbete med hur man kan flytta oss från förlamning och rädsla till att kunna möta utmaningar på sätt som gör våra liv bättre."
Andrew Huberman
