Bidirectional control of fear memories by cerebellar neurons projecting to the ventrolateral periaqueductal grey.
Bidirectional control of fear memories by cerebellar neurons projecting to the ventrolateral periaqueductal grey.
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投射到腹外侧导水管周围灰质的小脑神经元双向控制恐惧记忆。
DOI：
10.1038/s41467-020-18953-0
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发表时间：
2020-10-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Popa D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Frontera JL;Baba Aissa H;Sala RW;Mailhes-Hamon C;Georgescu IA;Léna C;Popa D
恐惧条件反射是一种联想学习的形式，它涉及不同的大脑区域，特别是杏仁核、前额叶皮层和中脑导水管周围灰质（PAG）。在这里，我们描述了连接小脑与恐惧网络的通路的功能作用。我们发现小脑顶核（FN）向vlPAG发送多巴胺能投射，该投射与多巴胺能和GABA能vlPAG神经元突触。化学遗传学和光遗传学操作揭示，FN-vlPAG通路双向控制恐惧记忆的强度，表明在条件刺激和非条件刺激的关联中的重要作用，这是与恐惧预测错误的vlPAG编码一致的功能。此外，FN-vlPAG投射也调节消退学习。我们还发现了一个FN-丘脑旁束通路，这可能中继小脑的影响，杏仁核和调节焦虑行为。总的来说，我们的研究结果揭示了小脑对情绪系统的多重贡献。小脑在运动控制中起作用，但也可能有助于其他功能。在这里，作者证明了小脑顶核投射到腹外侧中脑导水管周围灰质神经元在恐惧获得过程中的作用。
Fear conditioning is a form of associative learning that is known to involve different brain areas, notably the amygdala, the prefrontal cortex and the periaqueductal grey (PAG). Here, we describe the functional role of pathways that link the cerebellum with the fear network. We found that the cerebellar fastigial nucleus (FN) sends glutamatergic projections to vlPAG that synapse onto glutamatergic and GABAergic vlPAG neurons. Chemogenetic and optogenetic manipulations revealed that the FN-vlPAG pathway controls bi-directionally the strength of the fear memories, indicating an important role in the association of the conditioned and unconditioned stimuli, a function consistent with vlPAG encoding of fear prediction error. Moreover, FN-vlPAG projections also modulate extinction learning. We also found a FN-parafascicular thalamus pathway, which may relay cerebellar influence to the amygdala and modulates anxiety behaviors. Overall, our results reveal multiple contributions of the cerebellum to the emotional system. The cerebellum has a role in motor control, but may also contribute to other functions. Here the authors demonstrate a role for the cerebellar fastigial nucleus projection onto ventrolateral periaqueductal grey neurons during fear acquisition.
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