焦虑的根源:杏仁核杏仁核是大脑中一个小型但强大的部分,旨在帮助我们侦查、规避、防御危险,在危急关头幸免于难。 (实际上,杏仁核的作用远不止这些,但我们将重点关注这些功能,因为它们与杏仁核产生焦虑的机制有关。)杏仁核负责启动预设防御反应,这种反应不仅存在于人类,也存在于所有动物中。 调节杏仁核的活动:睡眠、运动和饮食等生活方式对杏仁核的活动有重要影响。 良好的生活习惯可以帮助平衡杏仁核的活动,减轻焦虑情绪,《重塑杏仁核》提供了完整的生活习惯检测表和解决路径,帮助你在日常生活中培养养成健康杏仁核的好习惯。 大脑皮层的某些想发也会导致杏仁核激活,从而产生焦虑反应。皮特曼博士将皮质通道比喻为杏仁核在观看“大脑皮层电视”,当这个频道一直在播放如同马拉松式的负面想法或图像时,杏仁核就会对它们做出反应。
《本文同步发布于“脑之说”微信公众号,欢迎搜索关注~~》 Human brain mapping:通过抑制性和兴奋性TMS调控内侧额极和杏仁核之间的功能连接 人脑中的前额叶-边缘网络在社会认知 内侧额极皮层(medial frontopolar cortex, mFP; Brodmann Area 10)和杏仁核是该网络的一部分,并且fMRI研究已经证实它们之间存在功能连接。 但是,神经调控对mFP-杏仁核之间的功能连接的影响目前尚未得到充分研究。 结果发现,低频TMS可以降低,而高频TMS可以增加mFP-杏仁核之间的功能连接。 原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hbm.24703 2.Human brain mapping: 个体的灰质和白质特性差异与复杂运动技能获得有关
图 1试验范式与目标区域,以及皮肤电结果 2 方法简述 恐惧条件反射任务(图1A)中同时记录皮肤电与iEEG信号。 13名(7名男性、6名女性)患有药物难治性癫痫的被试参与该研究,4名被试(2名男性、2名女性)因未习得恐惧任务而排除出进一步分析。 3.2 恐惧学习中杏仁核、vmPFC与dmPFC中的theta振荡 使用LME模型检验后半时频数据,发现在CS+条件下所有区域均存在显著的集群(图2A)。 将theta在4-8hz、0-2000ms内的功率取均值并分析,依旧发现后半数据在杏仁核、vmPFC、dmPFC上,两条件间存在显著差异(图2B)。 为了探究theta振荡频率是否也与学习进程有关,该研究提取了各电极上2-12Hz频段内的峰值频率,在LME模型检验下,发现dmPFC和vmPFC的峰值频率在CS+试次中存在显著的线性变化,而杏仁核区域与
弱者心态的神经生物学基础:大脑里的“弱者模式”恐惧与理性的失衡——杏仁核与前额叶的异常活动杏仁核,这个位于大脑深部、形状酷似杏仁的结构,被科学家称为大脑的“警报中心”。 影像学研究显示,这类人群的杏仁核表现出过度活跃状态——即使在安静状态下,杏仁核的血流和代谢也显著高于常人。与此同时,前额叶皮层的功能却相对减弱。 功能性磁共振成像证实,这种杏仁核活跃度增高与前额叶皮层激活不足的失衡状态,直接导致了情绪调控的失效。 5-4-3-2-1感官法是一个实用的接地技巧:说出看到的5样东西、触摸到的4样东西、听到的3种声音、闻到的2种气味、尝到的1种味道,强行将注意力从内部灾难性思维拉回到外部稳定现实。 呼吸训练和快速生理状态改变技巧能直接调节杏仁核反应。TIPP技巧——用冰水敷脸或握住冰块,强烈的冷感能瞬间激活“潜水反射”,快速降低心率,平息恐慌。
我们还发现,杏仁核与大脑皮层的功能连接的分布和大小与个体在杏仁核细分和皮层功能脑网络的立体定向位置的差异有关。 对基本杏仁核回路的详细描述导致了一个模型,该模型中,杏仁核外侧核整合了感觉输入和当前生理状态,而杏仁核中央核发送广泛的输出,以指导适当的行为和生理反应。 我们证明,在个体中,三个杏仁核分区的每个分区都占据了大致一致的位置,并与特定的皮层功能网络表现出一致的功能连接:一个到默认模式网络,另一个到背侧注意网络,第三个没有优先连接。 2. 标准模板方法产生的连接模式与之前的调查相似(图2)。三种概率分区的杏仁核与皮层的连接高度相似,成对分区间的全皮层连接模式的Pearson相关性在0.88到0.92之间。 图2 三个杏仁核概率分区与皮层的连接模式高度相似。
图1 不同刺激诱发的不同脑反应 2.结果 2.1 行为和成像测量:身体语言中缺失情绪检测的变异性推断 情绪缺失的准确性(中性敲门命中率)为0.7±0.35(平±SD)。 这些分析表明,在中性刺激的加工过程中,杏仁核和小脑蜗与脑岛之间存在负性(即抑制性)的有效连接(图2A),而脑岛的连接抑制了情感肢体语言的阅读过程中杏仁核和小脑的连接(图2B)。 这表明,在情绪肢体语言的加工过程中,脑岛到杏仁核的抑制有效连接(即去抑制)较弱的参与者更倾向于将情绪刺激标记为中性。我们发现,脑岛和小脑蚓之间的有效连接的变化和表现之间没有显著的相关性(图2)。 图2 有效连接及其与中性身体语言分数的关系 3.讨论 研究结果表明,通过调节杏仁核和脑岛在中性和情绪性肢体语言加工过程中的相互有效连接,可以预测人们对中性肢体语言的识别能力。 得到的有效连通性模式如图2所示。 4.7行为学分析 对每个参与者,计算中性刺激的命中率和误报率。我们提取了个体的调节DCM参数 (BMA后验概率为95%或以上),其精确度(中性敲击命中率)低于1.0。
相比伪刺激组,我们发现rTMS引起了: (1)dlPFC的全脑功能连接增强; (2)诱导产生负性dlPFC-杏仁核连接; (3)TMS/EEG诱发电位下的局部分散变化。 (2)探查rTMS抗抑郁疗法对于异常脑区连接的影响。 结果揭示,双边杏仁核及对侧dlPFC均发生了明显连接变化(图2)。如上所述,rTMS诱发的变化促使抑郁症患者神经连接更趋近于对照组。 值得注意的是,标准负性dlPFC -杏仁核连接仅在rTMS组治疗后才明显。 ? 图2 有效rTMS调节左侧dlPFC刺激点位的神经连接,预测和追踪临床反应。 TMS从ROI中提取,该ROI由静息态fMRI治疗组*时间交互作用效应定位,如图2c。左侧FPCN dlPFC刺激导致健康对照被试杏仁核抑制,但在抑郁症患者中,左侧VAN dlPFC刺激未见异常模式。
排除了49人数据,原因是技术问题(健康组9人;焦虑组3人)、MRI中断(健康组1人;焦虑组2人)、头动过大(健康组2人;焦虑组4人)、表现不佳(在每种情况下>25%的试验无反应:健康组12人;焦虑组9人 ),或两次实验间隔时间过长(健康组5人;焦虑组2人)。 值得注意的是,尽管在仅限于成年人的分析中,焦虑在女性中更为常见(x2=10.83,df=1,p<0.001),但总的来说,焦虑与年龄(t=-1.41,df=198,p=0.16)或性别(x2=2.19, 焦虑症患者(N=23)询问的人数明显多于健康人(N=10)(x2=8.55,df=1,p=0.003)。 图2 腹内侧前额叶皮质的激活 ? 图3 右侧颞下回皮质的激活 注意力-诊断交互作用在补充材料S2中列出。总体而言,vmPFC、角回、小脑和前颞叶皮质出现了一致的模式。
2.2 个体概率性示踪 使用bet2功能去除非脑组织。采用脑脊液mask作为排除mask。使用FSL扩散工具箱中的工具进行了概率性纤维束造影处理。 表S2总结了DBS的ROI和相关的大脑区域。不同的连接皮层和皮层下区域代表了这些DBS靶区可能不同的调节机制。 图1 蒙特利尔神经研究所152图集显示每个深部脑刺激靶区平均纤维分布热图 3.2 DBSROIs所包围的WMT与调节的脑区一致 各DBS ROI下WMT的绝对流线计数和百分比流线计数分别如图2A和图2B-H 3.4 BA10和杏仁核是DBS的中枢结构,有不同的WMT分布 我们发现了两个大脑区域,BA10的mPFC和杏仁核,在我们分析的每一个DBS ROI的纤维分布图上,WMT都有重叠(表S2)。 杏仁核可分为三个亚区:外侧基底杏仁核(LBA)、浅表杏仁核(SFA)和中央内侧杏仁核(CMA)。从SCG ROI的WMT主要通过UF到SFA和LBA。
研究表明,就是它来调节大脑中的杏仁核,决定将接收到的信息定性为正面还是负面的。 杏仁核(BLA)是大脑中一个很小的杏仁状区域,传统上,它被称为大脑的“恐惧中心”,但其实也会对快乐和其他情绪作出反应。 基底外侧复合体(basolateral complex),杏仁核的一部分,负责把环境中的刺激与积极或消极的结果联系起来。 但是,杏仁核本身是不能区分正面或负面信息的。 杏仁核内的神经元并不制造神经降压素,因此,团队必须先弄清楚它从哪儿来。 通过扫描小鼠大脑,发现丘脑中的神经元产生了大量神经降压素,并将长轴戳进杏仁核。 虽然神经降压素不如多巴胺那样广为人知,但个头小不妨碍它作用大,研究它,对理解恐惧回路和杏仁核的作用大有助益。 [1]https://www.quantamagazine.org/a-good-memory-or-a-bad-one-one-brain-molecule-decides-20220907/ [2]
大脑解剖学与网络 大脑的基本部分,杏仁核(amygdala)是被广泛研究的认知区域,决定你的 EQ -情商指数噢! 它在情绪状态、记忆、脸部识别和决策中发挥着积极的作用(据说杏仁核越大,你的朋友圈越大,呵呵)。 杏仁核靠近脑干,接近于大脑的中心且形如其名: 杏仁核的外部连接可以用"NeuronalOutput" 属性找到: 下面是在两层中杏仁核外面连接的可视化: 正如简单的网络一样,我们可以在其他网络上进行额外的计算 找到上图的回路并高亮显示: 或找到包含杏仁核-前额叶皮质的组合。前额叶皮质在决策中起主要作用,因此杏仁核-前额叶皮质连接在情绪体验的调节反应中至关重要: 我们还可以识别杏仁核和脊髓之间的最低成本流量。 视觉感知的词、句子、脸部等会反过来影响 “语言” 和 “情感”: 我们可以确认杏仁核 (记住, 在大脑中心附近可以找到左、右杏仁核 ) 高效地影响着你的情绪。
直到最近,科学家们还认为,被称为杏仁核的大脑区域是恐惧和焦虑的中枢。一些研究表明,杏仁核受损的猴子在面对可怕的刺激(比如附近的蛇)时表现得异常坚忍。 在患有焦虑症的人群中,科学家认为不适当的恐惧和焦虑是由杏仁核过度活跃引起的——原因简单,效果也明显。然而,今天我们认识到,焦虑是大脑不同区域之间不断交流的结果——一个恐惧网络。 杏仁核位于大脑深处,是掌管情绪的大脑的一部分。根据这一理论,只有当来自情感大脑的信号压倒认知大脑并进入我们的意识时,我们才会感到焦虑。 例如,额叶中一个名为背侧前扣带回皮层(dACC)的区域会放大来自杏仁核的恐惧信号。当焦虑症患者看到恐惧面孔的图片时,dACC和杏仁核(以及其他脑区)就会交流频繁,产生明显的焦虑感。 另一方面,额叶的另一部分,即腹侧前额叶皮层,似乎可以抑制来自杏仁核的信号。该脑区受损的患者更容易产生焦虑,因为杏仁核的控制被解除了。
兴奋性神经元中的大多数AMPA受体由GluA1和GluA2或GluA2和GluA3亚单位组成。 GluA2/GluA3异构体在不依赖突触活动的情况下进入突触,而GluA1/GluA2受体在LTP时插入突触,导致脊柱增大。 综上所述,NA促进LTP并导致富集GluA1和GluN2A的突触扩大,而缺乏LTP的突触相对较小并富集GluA3和GluN2B。 与此同时,与清醒时相比,睡眠后突触包含的GluA1,尤其是磷酸化GluA1和GluN2A的数量减少,而GluA3或GluN2B的数量没有减少。 这表明,在整个睡眠过程中,消退记忆的痕迹在两个方面发生了改变:(1)对海马和杏仁核活动的控制增加;(2)杏仁核和海马之间的去耦。
- 前额叶风险评估通路奖励激活(75-85dB)/ 威胁反应(>100dB)80dB 伏隔核多巴胺↑80%,超 100dB 杏仁核 c-Fos↑40%GJB2 基因突变使听觉皮层损伤风险增加 2.3 边缘系统原始唤醒:脑干核团向杏仁核传递频率 - 强度编码,伏隔核多巴胺基线↑22%,纹状体 DAT1 基因表达量↑15% 强化奖励关联。 」以 78% 准确率识别情绪,SLC6A4 短等位基因者杏仁核 γ 波振荡↑35%,5-HT1A 受体结合率↓22%,情绪记忆固化效率↑40%。 童年安全记忆:杏仁核 - 体感皮层突触 GABA_A 受体 γ2 亚基表达↑20%,OXTR 基因 rs53576 多态性使催产素反应增强 30%,形成跨代际情绪调节通路。 音高轮廓:杏仁核 - 伏隔核情绪振荡强度与 DRD1 基因表达量正相关,音乐训练者前扣带回 μ- 阿片受体结合率↑30%,增强情绪记忆固化。
由于杏仁核在在威胁探测和巩固恐怖习得方面的作用,先前的影像学研究暗示了在PTSD中BLA(基底外侧杏仁核)功能连接的改变以及在MDD中杏仁核到MPFC连接的降低,因此对解剖定义的种子点基底外侧杏仁核(BLA 敏感性分析显示了性别的影响(p=0.038),男性被试更可能出现这种结果(图2A,表S8)。图2C显示了sgACC与左DLPFC连接性变化与临床症状相关关系散点图。 ? 图2A:治疗反应潜在机制。 图2C 前海马种子点临床改善相关分析 海马前部与中dACC、右侧岛叶和左侧壳核连接的改变与PTSD症状的减轻有关(校正P<0.001;90%-100%有效;图2B,表S9)。 海马与dACC连接变化与临床症状之间关系的散点图显示在图2C中。 ? 杏仁核反应增强是PTSD影像学研究的一个标志,尽管有些研究没有,但是大多数PTSD的RSFC研究表明杏仁核和VMPFC之间的连接减弱。
2.皮层指标计算。主要有: 1) 常规皮层指标,包括皮层厚度、曲率等; 2)复杂度指标,包括局部回指数、脑沟深度、分形维度等指标。 ? 图示.结构协变网络的构建、分析流程 2. 图论分析。 五、皮层下区域体积分析 尺度更小的分析,如海马、杏仁核的亚区分割,如今也可以实现。 主要包括: 1. 海马亚区分割与体积分析。 图示.海马亚区分割 2. 杏仁核亚区分割与体积分析。主要包括:杏仁核亚区的分割;杏仁核亚区的体积提取;杏仁核体积的统计检验。 ? 图示. 杏仁核亚区分割 3.结果可视化。 主要包括 1、用FSL软件分割皮下结构(包括海马、杏仁核、丘脑、苍白球、壳核等),重构皮下核团表层,在表层上做基于顶点的shape统计分析。 ?
代谢组和单细胞转录组学显示,CD4+ T 细胞衍生的黄嘌呤通过腺苷受体 A1 作用于左侧杏仁核的少突胶质细胞。 黄嘌呤作用于左侧杏仁核少突胶质细胞 通过对 Miga2TKO 小鼠的组织学分析显示,Miga2TKO 小鼠的左杏仁核明显更大,并且显示出更高数量的非神经元细胞。 由于神经元上腺苷受体的缺陷,作者团队分析了 WT,Miga2 -/- 和经 anti-CD4 (αCD4) 处理的 Miga2 -/- 小鼠的杏仁核中每个非神经元细胞的转录组,结果表明黄嘌呤直接触发少突胶质细胞的增殖 特异性地敲降左杏仁核少突胶质细胞的 A1受体,Miga2 -/- 小鼠焦虑样症状消失。 2- 脱氧 -D- 葡萄糖 (2-DG) 可以使 Miga2TKO 小鼠的左杏仁核的焦虑样症状和病理特征正常化。
构成副交感和交感相关子网络的重要大脑区域包括:杏仁核、海马和岛叶,以及扣带皮质、顶叶、颞叶和小脑区域。 有令人信服的证据表明,与边缘系统相关的结构,特别是下丘脑和杏仁核,是介导应激反应的结构基础。 此外,还构建了一个基于AAL2模板全脑网络的种子点图谱,将脑岛额外分为前部和后部,并添加了左右伏隔核和脑干,最终形成一个125个脑区标签的全脑图谱,包括了小脑。 ? 杏仁核是控制交感神经系统对压力反应的关键大脑结构之一。因此,杏仁核是调节应激和心血管疾病之间相互作用的主要大脑结构。神经疾病,如癫痫发作、颅内出血和偏头痛,在TTS中的发生率是急性冠脉综合征的两倍。 这项研究中确定的关键节点,如杏仁核、海马和扣带回,都是边缘系统的结构,控制着情绪、动机、学习和记忆。杏仁核和扣带回也参与自主神经系统的中枢控制和心脏功能的调节。
选择杏仁核作为感兴趣区域(ROI),最初来自WFUPick图谱,并根据全组平均变换到T1图像上的解剖标志进行配准。 补充图2:后向掩蔽实验范式。 图2 功能磁共振成像的差异结果。 然而,治疗后,与安慰剂相比,BL组显示杏仁核,额叶和颞叶皮质的参与减少,以及枕骨区域对恐惧刺激的反应增强(与固定相比,图2B-C,表4)。 总体而言,杏仁核参与度的变化与抑郁评分的变化相关(r=0.52,p=0.004,图2E)。 表4:所有大脑区域(顶部)和杏仁核(底部)的大脑激活模式。 通过功能磁共振成像评估所有脑区(上)和感兴趣脑区-杏仁核分析(下)的治疗后组差异(安慰剂vs治疗;恐惧vs.固定)的脑激活模式。 我们发现,与安慰剂相比,BL给药减少了杏仁核和额-边缘复合体的激活,这导致了抑郁评分的降低。杏仁核不仅参与恐惧和焦虑的调节,还参与下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)的激活和内脏敏感性的调节。
例如,一些神经影像学的研究表明,SD会导致杏仁核之间的连接降低。 除了脑区一些特殊的连接,睡眠剥夺也会降低静息态网络的连接性能,事实上,在剥夺睡眠一晚上之后,全脑的连接模式会有一个显著的变化。 从23:00开始,每2个小时,参与者进行一组问卷调查。在实验第二天上午八点半左右,参与者会进行核磁共振扫描。 研究者对任务态的杏仁核激活变化与各个模块的相关性进行了分析。 (C)在睡眠剥夺和保持左侧杏仁核N-Back任务期间的情绪的相关性(左)对中性刺激的反应性与杏仁核边缘模块密度增加的相关性(右)。 这些变化以主要在limbic, salience区域,以及静息状态的脑网络,进一步发现在睡眠剥夺后杏仁核的变化与情绪状态或者任务态有关。这些发现确认睡眠不足对大脑功能的影响。