Evidence from rodent and human studies has identified the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), specifically the infralimbic cortex (IL), as a critical brain structure in the extinction of conditioned fear. However, how IL activity controls fear expression at the time of extinction memory retrieval is unclear and controversial. To address this issue, I used optogenetics to precisely manipulate the activity of genetically targeted cells and to examine the real-time contribution of IL activity to expression of auditory conditioned fear extinction in mice. I found that inactivation of infralimbic cortex, but not prelimbic cortex, impaired extinction retrieval. Conversely, photostimulation of IL excitatory neurons robustly enhanced the inhibition of fear expression after extinction, but not before extinction. Moreover, this effect was specific to the conditioned stimulus (CS): IL activity had no effect on expression of fear in response to the conditioned context after auditory fear extinction. Thus, in contrast to the expectation from a generally held view, artificial activation of IL produced no significant effect on expression of non-extinguished conditioned fear. Therefore, present data provide compelling evidence that IL activity is critical for expression of fear extinction and establish a causal role for IL activity in controlling fear expression in a CS-specific manner after extinction.
설치류나 사람을 대상으로한 연구들에서 얻어진 증거들을 통해 조건화된 공포의 기억 소거에 있어서 내측 전전두엽, 특히 번연계 아래 피질 가 중요한 뇌 영역이라는 것이 밝혀져 왔다. 그러나 어떻게 번연계 아래 피질의 활성이 소거 기억의 회상 시에 공포의 발현을 조절하는 지는 아직 알려져 있지 않다. 이것을 확인하기 위해서 광유전학 방법을 이용해 마우스에서 청각에 대한 소거 기억 활성 시에 번연계 아래 피질의 실시간 기여를 확인하였다.
소거 기억 회상 동안 번연계 아래 피질의 활성이 필요한지 확인하기 위해 번연계 아래 피질만 선택적으로 소거 기억 회상 시 활성을 억제하였을 때 소거 기억 회상은 손상되었다. 반대로, 번연계 아래 피질의 활성이 증가되면 소거 기억을 회상하는데 충분한지 확인하기 위하여 번연계 아래 피질 내 흥분성 신경세포를 빛 자극으로 활성화 시켰을 때에는 기억 소거 이후 공포 발현이 폭발적으로 감소하였다. 공포 조건화 이후 기억 소거 없이 공포 기억 회상 시 번연계 아래 피질을 활성화 시켰을 때에는 공포 발현에 아무런 효과가 없었다. 게다가, 청각에 대한 기억 소거 이후 소거 되지 않은 공감각에 대한 공포 발현 시 번연계 아래 피질을 활성화 시켜도 효과가 없었다.
이러한 결과들로 말미암아 번연계 아래 피질의 활성이 소거 기억의 발현에 있어 중요하다는 강력한 증거를 얻을 수 있었다.
