李 秘， 张 虹2△

（1.李秘，成都中医药针灸推拿学院，四川成都，610075；2.成都中医药大学针灸推拿学院，四川成都，610075）

摘要：突触可塑性是学习和记忆的分子机制，动物模型以及人类神经影像的研究结果提示恐惧、学习记忆是通过突触效能的改变实现的，异常的突触可塑性可能是恐惧记忆形成和消退的潜在性机制之一。中医的肾、脑与恐相关性的理论提示恐伤肾，肾虚易恐，而恐产生的中枢部位在脑，脑的发育和功能发挥有赖于肾精的滋养。因此，针对恐惧以及的消退，应从补肾、醒脑入手。基于此，提出探讨补肾安神对恐惧记忆形成和消退的调控作用是对中医脑肾理论本质研究的丰富和创新。在今后关于恐惧障碍的研究中，以恐惧相关的肾、脑理论为指导，进一步明确醒脑补肾法促进恐惧记忆消退的效应; 可以关键脑区的突触可塑性为基础，通过观察醒脑补肾法对与恐惧记忆密切相关的应激激素、神经递质、神经肽的整体性调控作用，阐明其发挥恐惧记忆消退的相关神经生化机制，从而为今后防治与恐惧相关的精神心理疾病的转化医学研究奠定基础。

关键词：突触可塑性;LTP;醒脑补肾;恐惧记忆消退;效应

1.突触可塑性是学习和记忆的分子机制

1.1突触可塑性概述

       可塑性是中枢神经系统 (CNS) 最突出的特点之一，不仅参与调节神经发育及再生，而且在增强突触功能与促进神经环路重建等方面也起到重要的作用。突触可塑性是指那些因突触活力改变而引起神经递质释放发生变化的生理过程，普遍认为是突触的结构或者功能发生了变化，又称为突触结构可塑性及突触功能可塑性。学习记忆是大脑的高级神经功能之一，学习主要是指人或动物通过神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程，记忆是指获得的信息或经验在脑内储存和提取的神经活动过程，两者密切相关[1]。有报道称突触可塑性正是学习记忆的载体结构和分子机制[2][3]。对突触进行不同强度和不同频率的外界刺激可以引起突触兴奋性的改变，根据突触功能可塑性变化的性质不同, 它可分为长时程增强(long-term potentiation, LTP)和长时程抑制(long term depression, LTD)，前者增强并激活神经元之间的强度；后者降低突触的强度。

1.2 LTP与学习记忆的关系

       1973 年挪威科学家Tim Bliss 和TerjeLomo 首次报道了如以短暂的100Hz 高频刺激兴奋性传导通路会引起突触传递效率持续增强[4]，即所谓的长时程突触增强( Long-Term Potentiation，LTP) 。LTP 通常表现出三个熟知的特点: 关联性( associativity) ，协同性( cooperativity) 和输入特异性( input specificity) 。这些特性以及LTP 的持久性成为至少是某些学习记忆形式的生物学基础的有力证据。还有一些证据，比如LTP 最容易在海马中出现，而且海马LTP 的抑制剂也同时阻碍学习和记忆过程。再如LTP 诱导的一些生物化学变化在记忆过程中也存在[5]。Jordi 等[6]认为，LTP 作为细胞机制潜在地接受新运动和认知的能力，对GYS1 Nestin－KO 鼠的研究发现，给鼠的高频刺激阶段，LTP没有给与适时反馈。操作性条件反射是一个高度要求关联学习任务，涉及许多皮质的参与与空间定位、对象识别、协调的运动反应，是对正在进行的认知过程行为假定奖励的后果。学习受到损害时LTP 明显障碍， Jordi 的研究肯定了LTP 对于学习以及记忆的效能。Amer[7]对海马进行切片观察发现，当LTP 在肥胖zucker大鼠上表达明显降低时，LTD 的感应和表达没有不同，但鼠的突触可塑性和空间记忆受损; 这些动物基底部的Ca2+水平与CA1区蛋白激酶Ⅱ降低可能是产生这种缺陷的原因，这一发现有力地证明了LTP较LTD与学习记忆相关性更强一些。Wang 等[8]提出通过敲除脑源性神经营养因子( BDNF)基因，鼠表现出强烈的LTP 的障碍，表明减少海马的BDNF可能直接与认知缺陷和空间学习障碍相关。Astrid 等[9]在对可调节的转基因小鼠表达不同重组域的行为和电生理学分析后获悉，前聚集体小鼠在记忆中强烈受损，并伴随着LTP 的丧失。这从反面证实了LTP与学习记忆的关联。Thomas[10]研究随着年龄增长认知与LTP 的关系，认为LTP增加了突触传递，提议将其作为一个在认知衰老的过程中早期破坏的那种快速、灵活的中期记忆细胞的机制。

       总之，突触可塑性是学习记忆的神经学基础，而学习和记忆又可反过来增强突触的可塑性，形成新的神经回路。信息在脑内贮存的神经生物学机制表现在神经回路中信号振荡、神经信号物质的产生、编码、调控与维持、神经网络形成新的连接。

2.突触可塑性是恐惧记忆形成和消退的基础

       动物模型以及人类神经影像的研究结果提示异常的突触可塑性可能是恐惧记忆形成和消退的潜在性机制之一。在创伤后应激障碍（PTSD）行为学研究中发现，受试对象表现出对恐惧刺激的高敏感性和对恐惧相关线索的过度回想，以及对恐惧记忆的消退障碍。在应用模拟 PTSD 的动物行为学模型的研究中，比如训练动物对恐惧条件的学习以及测试动物对习得的恐惧记忆的消退，突触可塑性都是一个非常重要的指标[11][12]。

       恐惧、学习记忆是通过突触效能的改变实现的。海马依赖的恐惧记忆过程中，记忆相关的信号的捕捉和环境记忆的提取依赖于海马区的突触可塑性，并将环境信号传递给杏仁核以完成恐惧记忆的过程[13]；在恐惧性条件反射的形成过程中，其神经网络内（如杏仁核，海马等）发生LTP，从传入通路传入杏仁核的刺激能增强杏仁核对刺激的反应性。换句话说即杏仁核表现出了长时程增强（LTP）。杏仁核是恐惧形成和表达的关键中枢。因此，通过实验检测PTSD前后LTP的变化来研究杏仁核神经突触可塑性及恐惧、学习记忆的变化，可进一步了解杏仁核以及LTP在PTSD形成过程中的机制[14]；禹永春团队[15]以小鼠为实验对象， 将胚胎时中间基底神经节隆起来源的抑制性神经元移植到成年小鼠双侧杏仁核区域，证实抑制性神经前体细胞在杏仁核移植后两周就与宿主神经元形成了广泛的突触联系。移植的神经元不仅能调节杏仁核兴奋与抑制平衡，而且增强了宿主神经环路的突触可塑性，且可将成年杏仁核突触可塑性水平由成年状态转变为年轻的状态，从而使消退的负性恐惧记忆不容易被重新唤起。

3.醒脑补肾法对恐惧记忆消退的调节作用

    “脑为元神之府”，主神明，情志活动产生的中枢部位在同样在脑。肾中精气是脑的形成、发育和功能发挥以及维持整个人体精神活动与行为活动的物质基础。《素问·阴阳应象大论》云：“肾主骨生髓。”《灵枢·海论》曰：“脑为髓之海。”《中国医药汇海·论脑以肾为本》论述得尤为透彻：“脑为髓海，所谓海者，是髓所归宿之处„.脑髓之充实，皆由脊髓上输所致„.脑为髓之总汇，而目系即发生于此，凡目所见之物，无一不留影于脑中，故脑性最灵，善能记性，人之灵固莫灵于脑矣，然其灵根实起于肾。”可见，髓是沟通脑与肾的桥梁，脑与肾关系密切。

     《素问·阴阳应象大论》曰: “肾藏志应恐”。基于临床表现和对病理征象的观察以及对病机演变的总结，我们认为“应恐” 一是指肾虚者多易出现恐怯畏惧的心理反应，如 《灵枢·本神》 曰:“肾，足少阴也，…… 气不足则善恐”；二是指“恐易伤肾”，如 《素问·举痛论》曰:“恐则气下”“恐惧不解则伤精，精伤则骨酸痿厥，精时自下” “恐则精却”[16]。此外，有学者根据《素问·生气通天论》中“阴者藏精而起亟也，阳者卫外而为固也”的论述，认为 “起亟”的作用类似于现代医学中的应激反应[17]。《医方集解》曰:“人之精神与志皆藏于肾，肾精不足则志气衰”。肾藏精，精充则能起亟应变，应对各种不良应激，维持身心健康。因此，就恐惧记忆形成和消退而言，当机体面对惊恐应激时，肾精不足既能易化恐惧记忆的形成，又能巩固恐惧记忆使之难以消退；而恐惧记忆的固化又使患者长期处于高度恐惧或者极易恐惧的状态，进一步耗损肾精。

      综上，恐伤肾，肾虚易恐，而恐产生的中枢部位在脑，脑的发育和功能发挥有赖于肾精的滋养。因此，针对恐惧以及的消退，应从补肾、醒脑入手。本课题组，在针对PTSD的临床研究中，证实通过电针百会、神庭以醒脑安神，、肾俞温针灸以补肾的方法，明显改善患者恐惧情绪，促进恐惧记忆的消退[18][19]，目前正在对其机制进行细化研究。

4.促进恐惧记忆消退的科学假说与研究思路

       基于上述分析我们认为，醒脑补肾疗法消退恐惧记忆的一个重要内涵就是脑的功能、肾精对机体恐惧反应具有调控作用，维持恐惧应激状态下神经内分泌的稳态以及对神经心理的调控。那么对于恐惧记忆的形成和消退，脑、肾是如何进行调控的? 其内在的神经生物学机制是什么? 基于上文与恐惧记忆形成和消退息息相关的突触可塑性机制，以及中医关于脑、肾、恐的经典理论，我们对醒脑补肾法消退恐惧记忆的效应提出如下科学假说:以杏仁核、海马为核心脑区和作用通路，醒脑补肾法可通过调控以上关键区域的突触可塑性，其中以LTP的表达调控为主，进而全面调控神经递质－受体、神经营养、能量代谢、细胞粘附和其他突触可塑性相关蛋白、通路等，促进神经元突触可塑性发挥，进而改善整体学习记忆能力，发挥其恐惧消退的效应。

      基于以上假说，考虑今后关于恐惧记忆的研究思路探讨如下: （1) 建立恐惧记忆的肾虚动物模型和恐惧应激模型，研究两者的相同、差异和相关性。肾虚动物模型造模可参考《中医诊断学》对肾精不足证的定义，即 “肾精不足证是指由于肾精亏损，表现以生长发育迟缓、生殖机能低下、早衰为主症的一类证候，多因先天禀赋不足，或后天失养，元气不充，或因久病劳损，房事不节，耗伤肾精所致”[20]，采用自然衰老或房事不节[21]的方法制作大鼠肾虚模型；恐惧应激模型，一是可采用单一延长应激 ( SPS) 所致的创伤后应激障碍模型，二是可选用以巴甫洛夫条件反射[22]为模型程序的条件性恐惧动物模型。（2) 以杏仁核、海马为核心脑区和作用通路，运用中医醒脑补肾法（中药、针灸或其他），研究其调控恐惧应激大鼠在突触可塑性的机制，包括神经递质－受体、神经营养、能量代谢、细胞粘附和其他突触可塑性相关蛋白、通路等的研究，从而从神经、生物学层面阐明及细化其可塑性机制。（3）肾为先天之本，恐惧记忆可引起脑内 DNA 甲基化改变，并且遗传给后代。恐惧记忆的表观遗传机制是近年来认知神经科学研究的热点问题之一，这是观察和阐释醒脑安补肾法消退恐惧记忆及其机制的新视角[23]。（4) 恐惧记忆形成和消退是很多精神、情绪及心理障碍性疾病如焦虑症、抑郁症、恐惧症、创伤后应激障碍等的重要基础，因此，今后应积极开展补肾、醒脑治法、方药防治与恐惧相关的精神心理疾病的研究，并紧密结合基础研究的成果，进一步揭示补肾醒脑的科学内涵。

综上所述，探讨补肾安神对恐惧记忆形成和消退的调控作用是对中医脑肾理论本质研究的丰富和创新。在今后关于恐惧障碍的研究中，可以恐惧相关的肾、脑理论为指导，进一步明确醒脑补肾法促进恐惧记忆消退的效应;可以关键脑区的突触可塑性为基础，通过观察醒脑补肾法对与恐惧记忆密切相关的应激激素、神经递质、神经肽的整体性调控作用，阐明其发挥恐惧记忆消退的相关神经生化机制，从而为今后防治与恐惧相关的精神心理疾病的转化医学研究奠定基础。此外，在今后的各类基础研究中，可广泛、深入研究中医经典理论治疗疾病的科学内涵，从神经生物学、细胞分子学、表达遗传学等各方面证实其效应机制，从而为中医经典理论的传承、发展奠定科学基础。

参考文献

[1]段雷, 胡文彬, 袁畅. 突触可塑性与学习记忆关系研究进展[J]. 包头医学院学报, 2017, 33(8).

[2] Ozer E J, Best S R, Lipsey T L, et al. Predictors of posttraumatic stress disorder and symptoms in adults: a meta-analysis.[J]. Psychological Bulletin, 2003, 129(1):52-73.

[3]Rosenkranz J A, Grace A A. Dopamine-mediated modulation of odour-evoked amygdala potentials during pavlovian conditioning.[J]. Nature, 2002, 417(6886):282

[4]Bliss TVP, LomoT. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. J. Physiol. (Lond). 232, 331-356.

[5]Lynch M A. Long-Term Potentiation and Memory[J]. Physiological Reviews, 2004, 84(1):87-136.

[6]Duran J, Saez I, Gruart A, et al. Impairment in long-term memory formation and learning-dependent synaptic plasticity in mice lacking glycogen synthase in the brain.[J]. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2013, 33(4):550.

[7]Kamal A, Ramakers G M, Gispen W H, et al. Hyperinsulinemia in rats causes impairment of spatial memory and learning with defects in hippocampal synaptic plasticity by involvement of postsynaptic mechanisms[J]. Experimental Brain Research.experimentelle Hirnforschung.expérimentation Cérébrale, 2013, 227(3):45-51.

[8]Yu W, Wei L, Qian Z, et al. Effects of developmental perfluorooctane sulfonate exposure on spatial learning and memory ability of rats and mechanism associated with synaptic plasticity[J]. Food & Chemical Toxicology, 2015, 76:70.

[9]Sydow A, Van d J A, Zheng F, et al. Tau-induced defects in synaptic plasticity, learning, and memory are reversible in transgenic mice after switching off the toxic Tau mutant[J]. Journal of Neuroscience the Official Journal of the Society for Neuroscience, 2011, 31(7):2511.

[10]Foster T C. Dissecting the age-related decline on spatial learning and memory tasks in rodent models: N-methyl-D-aspartate receptors and voltage-dependent Ca2+ channels in senescent synaptic plasticity[J]. Progress in Neurobiology, 2012, 96(3):283.

[11]Reul J M H M, Nutt D J. Glutamate and cortisol--A critical confluence in PTSD?[J]. Journal of Psychopharmacology, 2008, 22(5):469-472.

[12]Lo C M, Samuelson L C, Chambers J B, et al. Characterization of mice lacking the gene for cholecystokinin.[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2008, 51(2):382-382.

[13]李航, 钟志鸿, 杨进,等. 海马突触可塑性与创伤后应激障碍(PTSD)相关研究[J]. 基因组学与应用生物学, 2015, 34(3):658-662.

[14]杨姝, 石玉秀. LTP与PTSD发病机制的相关性及研究进展[J]. 解剖科学进展, 2011, 17(2):171-173.

[15]黄辛. 复旦大学研究提出消退恐惧记忆的新策略[J]. 前沿科学, 2016, 10(4):90-92.

[16]叶伟琼, 吴丽丽, 严灿. 基于恐惧记忆的形成和消退论肾精的安神定志效应[J]. 中医杂志, 2017, 58(13):1117-1120.

[17]李奕祺. 论肾藏精起亟[J]. 康复学报, 2006, 16(2):53-54.

[18]郑成强, 谭凌霄, 周天秀,等. 电针对创伤后应激障碍患者静息态脑功能连接网络的影响[J]. 中国针灸, 2015, 35(5):469-473.

[19]张虹, 袁彩凤, 冉连辉,等. 不同针灸方法治疗汶川“5.12”地震创伤后应激障碍的临床随机对照研究[J]. 中华中医药杂志, 2010(9):1505-1510.

[20]邓铁涛.中医诊断学［M］．2 版．上海: 上海科学技术出版社，2006: 123.

[21]吴丽丽, 严灿, 刘书考. 肾虚对恐惧记忆形成的影响及补肾方药调节作用的初步研究[J]. 安徽中医药大学学报, 2012, 31(3):48-52.

[22]安献丽, 郑希耕. 创伤后应激障碍的动物模型及其神经生物学机制[J]. 心理科学进展, 2008, 16(3):371-377.

[23]Dias B G, Ressler K J. Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations.[J]. Nature Neuroscience, 2014, 17(1):89.