摘要
近年来，随着自然环境持续恶化，人与自然之间的不和谐因素增多，使得全球自然灾害频发，突发性灾害性事件难以避免。灾难不仅吞噬了大量生命，也对幸存者的身心造成了重大创伤和痛苦。大部分的人面对重大灾难时会产生程度不等的恐惧反应与心理创伤，轻者属于一种生理防御反应，症状轻微而短暂，能逐渐缓解;重者若不及时干预可能会出现应激相关的疾病，如创伤后应激障碍（post-traumatic stress disorder，PTSD）和焦虑障碍(anxiety disorders)等。目前，临床上用于治疗PTSD和焦虑障碍的药物并不能完全缓解患者的症状，治疗效果有限。越来越多的研究显示认知行为疗法(cognitive behavioral therapy)对PTSD的疗效要优于药物治疗，但其神经机制并未完全阐明。暴露疗法与动物恐惧记忆的消退具有相似的神经生物学机制，我们设想，利用小动物PET(microPET)的灵敏度高，可定量以及可直接转化临床的优点，从神经影像方法入手，研究大鼠恐惧记忆获得与消退的神经机制;即利用18F标记的氟代脱氧葡萄糖(2-deoxy-2-[18F]fluoro-d-glucose，[18F]FDG)作为PET显像剂，活体检测恐惧记忆获得与消退时脑内葡萄糖代谢的变化，并结合免疫组化技术深入研究恐惧形成和消退的神经机制。另外，为了研究焦虑的神经机制，我们利用microPET检测大鼠在场景恐惧形成和场景恐惧记忆提取时，脑内[18F]FDG摄取的变化。 第一部分条件恐惧记忆形成和消退的PET分子影像研究 目的: 为了研究PTSD的发病机制以及暴露疗法的神经机制，本研究利用microPET检测大鼠在条件恐惧形成和消退过程中，脑内[18F]FDG摄取的变化。 方法: 大鼠进行为期5天的条件恐惧和消退训练:第一天只给予声音（作为对照）;第二天给予声音和电击刺激，建立条件恐惧;第三天和第四天进行消退训练;第五天检测消退记忆的形成。分别在第一、第二和第五天大鼠训练结束后，进行[18F]FDG microPET扫描。同时，用免疫组化技术检测脑内c-Fos蛋白的表达。 结果: 条件恐惧使大鼠的僵立比逐渐升高，达到87.22％;而消退训练则使僵立比逐渐降低，在消退训练末期时降至30.53％。在消退记忆提取时，大鼠的僵直比维持在较低水平。条件恐惧引起双侧杏仁核的[18F]FDG摄取增加，而引起双侧第二运动皮层(secondary motor cortex，M2)、左侧第一躯体感觉皮层(primarysomatosensory cortex，S1)和左侧丘脑腹后内侧核(ventroposterior medialnucleus，VPM)的[18F]FDG摄取降低(P＜0.001)。在消退记忆提取时，右侧视觉皮层(primaryvisual cortex)和右侧岛叶(insular cortex)的[18F]FDG摄取增高，而右侧眶额皮层(orbital cortex)、侧膈(lateral septum)和双侧终纹床核(bed nucleus of the striaterminalis，BNST)的[18F]FDG摄取降低（P＜0.001）。免疫组化染结果显示，在消退记忆提取时，右侧岛叶的c-Fos蛋白表达明显增加(P＜0.01)。 结论: 我们的研究结果表明，杏仁核在条件恐惧记忆形成过程中起着重要作用，而岛叶在提取消退记忆时起着至关重要的作用。microPET可以来用研究精神疾病引起的大鼠脑内葡萄糖代谢的改变情况。进一步研究岛叶与其他脑区之间的功能联系，以及它们在消退记忆中的作用，有助于我们了解PTSD的发病机制。 第二部分场景恐惧记忆的PET分子影像研究 目的: 为了研究焦虑的神经机制，本研究利用microPET检测大鼠在场景恐惧形成和场景恐惧记忆提取时，脑内[18F]FDG摄取的变化。 方法: 大鼠进行为期三天的场景恐惧训练:第一天，将大鼠放入恐惧训练箱中，自由探索周围环境30min;第二天，进行场景恐惧训练，给予10次电击刺激;第三天，将大鼠放入训练箱中30min，检测场景恐惧记忆。大鼠在每次行为学训练结束后，进行[18F]FDG microPET扫描。 结果: 场景恐惧训练使大鼠的僵立比升高，达到67.2％，表明电击刺激引起大鼠产生恐惧和焦虑行为。在场景恐惧记忆提取时，大鼠的平均僵立比为77.46％，表明大鼠对训练箱产生恐惧和焦虑。场景恐惧训练引起双侧腹侧海马(ventralhippocampus，vHPC)、前扣带皮层(anterior cingulate cortex，ACC)和嗅球的[18F]FDG摄取增加，而引起双侧第一运动皮层（primary motor cortex，M1）、右侧S1、小脑和右侧视皮层的[18F]FDG摄取降低（P＜0.001）。场景恐惧记忆提取引起双侧vHPC、左侧杏仁核、ACC和嗅球的[18F]FDG摄取增加，而双侧S1、右侧第二躯体感觉皮层（secondary somatosensory cortex，S2）、小脑单小叶和双侧丘脑后核团的[18F]FDG摄取降低(P＜0.001)。 结论: vHPC和ACC共同参与调控场景恐惧形成和场景恐惧记忆提取过程中大鼠焦虑行为的表达，vHPC-ACC神经环路可能参与编码动物处于焦虑状态时的空间场景。在场景恐惧记忆提取时，还伴有杏仁核的激活，提示杏仁核参与调节疼痛刺激引起的焦虑和恐惧行为。当个体处于引起焦虑的环境时，vHPC、ACC和杏仁核共同参与调节机体的焦虑状态。进一步研究三个脑区之间的功能联系，以及它们在引起焦虑行为时的相互作用，有助于我们了解焦虑的神经机制，为临床治疗焦虑相关疾病提供实验依据和理论基础
NETL