PMC

Za posledních přibližně 30 let učinila neurovědecká komunita ohromný pokrok v poznání malé oblasti ve spánkovém laloku pojmenované podle jejího zvláštního mandlovitého tvaru, amygdaly. Tato oblast dnes patří k nejlepším příkladům toho, jak nervové obvody řídí specifické chování. Z hlediska hloubky poznání jejích aferentních a eferentních spojení, úlohy přicházejících signálů při modulaci chování souvisejícího s emocemi a funkčních a anatomických výsledků jejích projekčních vzorců je podrobné poznání amygdaly nepřekonané. Zkoumání těchto funkcí umožnilo velký pokrok v pitvání nervových obvodů regulace emocí. Podílí se na mnoha procesech, včetně apetitivního chování (jako je afiliace, sex a zneužívání drog), ale její role jako nedílné součásti obvodu strachu je možná nejúplněji popsána . Nedávné práce ve dvou rukopisech v tomto čísle Biologické psychiatrie přispívají k našemu pochopení šíře funkce amygdaly, a zejména toho, jak může chronický stres ovlivnit zpracování amygdaly a naopak, jak může obranné chování zprostředkované amygdalou pomoci chránit před stresem.

Amygdala se skládá z nejméně 13 různých subjader, z nichž nejjasněji definovaná jsou centrální (CeA), bazální (BA) a laterální (LA) jádra (viz obrázek). CeA reguluje mnoho aspektů reakce na strach, včetně regulace uvolňování kortizolu prostřednictvím paraventrikulárního jádra hypotalamu, zvýšení startovací reakce prostřednictvím středního mozku a modulace autonomního nervového systému prostřednictvím laterálního hypotalamu . Léze CeA odstraňují strachově podmíněné reakce, jako je strachově podmíněný úlek a zmrazení u hlodavců. CeA lze tedy považovat za primární výstupní nebo efektorovou oblast. LA a BA se podílejí na učení nebo asociativním zpracování v rámci amygdaly. Zejména LA přijímá projekce ze sluchových a zrakových oblastí a je považována za hlavní místo pro asociace mezi dříve neutrálními podmíněnými podněty (CS) a averzivními, např. šokovými nebo traumatickými, nepodmíněnými podněty (US), což vede k získání podmíněného strachu. BA přijímá některé přímé dráhy CS a US, ale je také cílovou oblastí pro další zpracování informací z LA před odesláním informací CS-US do CeA.

Studie také zjistily, že amygdala moduluje reakci na strach u lidí. V několika studiích zobrazování mozku pomocí pozitronové emisní tomografie (PET) a funkční magnetické rezonance (fMRI) bylo zjištěno, že strašidelné podněty, včetně strašidelných tváří, obrazů vyvolávajících strach a strach podmiňujících signálů, aktivují amygdalu . V nedávném přehledu 55 zobrazovacích studií funkční neuroanatomie emocí zjistilo 25 studií aktivaci amygdaly na strašidelné podněty, zatímco 4 studie zjistily aktivaci na pozitivní podněty . Pro doplnění zobrazovacích prací bylo prokázáno, že pacienti po temporální lobektomii s výslednou ztrátou amygdaly mají zhoršený strachově podmíněný úlek . Tato zjištění společně naznačují, že amygdala hraje rozsáhlou roli v regulaci reakce na strach u lidí i zvířat.

Posttraumatická stresová porucha (PTSD) zřejmě kombinuje aspekty jak silné reakce na stres, tak zvýšeného podmíněného strachu nebo neschopnosti uhasit či potlačit podmíněný strach. Pozoruhodné je, že mnoho neurozobrazovacích studií prokázalo, že pacienti s PTSD mají větší aktivaci amygdaly ve srovnání s kontrolami . Studie PET využívající bojové scénáře a obrazy, stejně jako studie s jednoduchou protonovou emisní tomografií (SPECT) srovnávající bojové zvuky s bílým šumem, zjistily vyšší úroveň aktivace amygdaly u osob s PTSD. Podobně nedávné studie fMRI zjistily, že i prezentace slov souvisejících s traumatem zvyšuje aktivaci amygdaly u skupin s PTSD . Pozoruhodné je, že tato zvýšená reakce na strach přesahuje rámec obrazů specifických pro trauma, přičemž strašidelné obličeje aktivují amygdalu u subjektů s PTSD více než u kontrol . Tyto a další klinické údaje zkoumající nervové substráty PTSD naznačují, že se jedná o poruchu zvýšené reaktivity na stres v kombinaci s dysregulací strachu a jeho inhibicí.

Mnoho hlodavčích modelů PTSD kombinuje buď chronický, nebo akutní stres s podmiňováním strachu . Dosud však nepanuje shoda ohledně relativní platnosti a specifičnosti některých různých modelových systémů. Stálou a pro obor kriticky důležitou otázkou je, jak stres, akutní i chronický, reguluje podmiňování strachu. Pozoruhodné je, že se předpokládá, že chronický stres a úzkostné chování z chronického, nepředvídatelného stresu souvisí spíše s fungováním v lůžkovém jádru stria terminalis (BNST) než v amygdale . BNST sdílí mnoho projekčních cílů s jádry amygdaly a má reciproční spojení s amygdalou. Přehled funkce a projekcí BNST je mimo rozsah tohoto komentáře, ale viz nedávný přehled . Ačkoli v rámci současných studií nebyla zkoumána, role BNST ve fenotypech souvisejících se stresem je jistě oblastí aktivního zájmu pro budoucí zkoumání.

Nová práce Rosenkranze a kolegů „Chronický stres a neuronální dysfunkce amygdaly“ se přímo zabývá tím, jak může chronický stres ovlivňovat funkci amygdaly a chování související s amygdalou. Nejprve prokázali, že chronický stres zvyšuje strach měřený pomocí podmíněného zmrazení – robustního a snadno kvantifikovatelného ukazatele strachu zprostředkovaného amygdalou. Pomocí elektrofyziologického vyšetření akutního preparátu amygdaly pak prokazují, že stejný chronický stresový postup zvyšuje nervovou excitabilitu v obvodech LA. Poté, co prokáží souvislost mezi chronickým stresem a aktivitou amygdaly, zkoumají možné molekulární mechanismy, které mohou být základem tohoto účinku, a zjišťují, že chronický stres snižuje specifickou regulaci vypalování akčních potenciálů závislou na draslíkovém (K+) kanálu. Protože K+ kanály jsou normálně inhibiční a slouží k hyperpolarizaci neuronální membrány po akčním potenciálu, snížení inhibice K+ kanálů účinně usnadňuje excitabilitu LA. Tato zajímavá zjištění společně naznačují, že chronický stres zvyšuje emoční reakce včetně reakcí na strach a úzkost, částečně prostřednictvím lokálních účinků na excitabilitu neuronů amygdaly zprostředkovaných funkcí K+ kanálů. Tyto lokální účinky v rámci amygdaly pravděpodobně vedou k nadměrné aktivitě obvodů souvisejících se strachem a úzkostí a ke snížení schopnosti jiných oblastí zapojených do inhibice strachu, např. hipokampu a mediální prefrontální kůry, tlumit výstup z amygdaly.

Další velmi důležitou otázkou je, jak mohou jednotlivé oblasti amygdaly diferencovaně zprostředkovávat samostatné behaviorální výstupy související se strachem. Například pavlovovsky podmíněné reakce strachu podporují celou řadu obranných chování, jako je zmrazení, strachem potencovaný úlek, agrese a vyhýbání se. Aktivní vyhýbání, ačkoli je někdy škodlivé (protože vyhýbání může bránit vymizení strachu), může být také ochranné. Těmito otázkami se zabývá studie Lazaro-Munoze a jeho kolegů „Sidmanovo instrumentální vyhýbání se zpočátku závisí na laterálních a bazálních procesech zprostředkovaných Pavlovovou amygdalou“. Uvádějí, že LA a BA jsou rozhodující pro získání instrumentálního vyhýbání se, ale CeA nikoli. Po několika opakováních se dobře natrénované aktivní vyhýbavé reakce stávají nezávislými na LA a BA, zatímco na CeA zůstávají nezávislé. Léze CeA zrušily zmrazení a zachránily vyhýbavé chování. To naznačuje, že intaktní CeA ve skutečnosti omezuje vyhýbavé chování, možná tím, že vyvolává pavlovovské reakce, jako je zmrazení, které soutěží s prováděním aktivního vyhýbání. Jejich zjištění společně posilují předchozí pozorování, že strach aktivuje více možných výsledků chování. Navrhují, že zejména aktivní vyhýbání se může vést k méně dlouhodobým negativním účinkům stresu, a tedy v některých případech sloužit jako aktivní a produktivní styl zvládání tím, že minimalizuje opětovné vystavení podnětům vyvolávajícím strach a stres ve srovnání s reaktivním a pasivním obranným chováním, jako je zmrazení. Ačkoli je předčasné vědět, nakolik je to paralelní u lidí, napadá nás, zda je psychologický pocit „zamrznutí“ strachem a úzkostí podobně pasivním a chronickým stres vyvolávajícím procesem jako fyzické zamrznutí u hlodavců. Pokud ano, zapojení alternativních způsobů zvládání, jako je aktivní vyhýbání se a další aktivní strategie zvládání, pravděpodobně prostřednictvím kortikálních a dalších interakčních oblastí s amygdalou, pravděpodobně povede ke snížení aktivace stresu a zlepšení psychických funkcí.

Shrnem lze říci, že v současné době probíhají desetiletí práce zkoumající mechanismy funkce amygdaly a to, jak tyto funkce spolu se známými výstupními drahami mohou zprostředkovávat chování související s emocemi. Tato oblast neurovědy rychle pokročila a nese s sebou významné translační poznatky, protože savčí amygdala a mnoho jejích spojení jsou vysoce konzervované napříč druhy. Proto jsou zde uvedené nové studie, které kombinují nervové obvody, neurofyziologii, molekulární biologii a chování, obzvláště přesvědčivé. Nacházíme se ve vzrušující době a doufáme, že pokračující funkční pitvání drah relevantních pro amygdalu v rámci preklinických a klinických studií usnadní stále podrobnější objasnění toho, jak nervové obvody vytvářejí a modulují chování. Díky takové práci mohou být blíže k dispozici nové a robustní strategie prevence a léčby, které pomohou lidem s vyčerpávající psychopatologií spojenou se strachem a stresem.