L’entrée sensorielle entrante est acheminée vers le cortex cérébral à travers une structure appelée thalamus. De nombreux groupes distincts de neurones comprennent le thalamus, et l’un d’eux est le noyau genouillé médian (MGN), également appelé corps genouillé médian. Le MGN est impliqué dans le traitement auditif et dans l’orientation de l’attention vers des stimuli auditifs spécifiques. Les réponses de peur conditionnées impliquant des stimuli auditifs utilisent également cette structure dans le cerveau.
Plusieurs sous-noyaux existent à l’intérieur du noyau genouillé médian, chacun avec ses propres neurones et fonctions spécialisés. Ces régions ont de multiples sources d’entrée, mais toutes reçoivent des informations du colliculus inférieur, la zone initiale vers laquelle les informations auditives sont acheminées depuis le cerveau. De plus, ils envoient tous des projections au cortex auditif et à d’autres zones du cerveau. La première sous-zone, le sous-noyau ventral, contient des cellules qui s’activent en réponse à certaines fréquences sonores. Des informations sur l’intensité des sons et sur la différence de fréquence et d’intensité entre les oreilles sont également transmises au cerveau par l’intermédiaire de ces cellules spécifiques.
Un autre sous-noyau du noyau genouillé médian est le sous-noyau dorsal. Certaines cellules de cette zone semblent réagir à la fois aux sons et à d’autres entrées sensorielles, telles que le toucher. Ils peuvent également jouer un rôle dans le traitement des sons complexes, car ils répondent à une variété de fréquences. Cette zone semble être modifiable par apprentissage.
La troisième sous-zone principale du noyau genouillé médial est le sous-noyau médial. Les cellules de cette zone traitent la durée et l’intensité du son. Ils semblent également répondre à de petites plages de fréquences, au lieu d’une seule fréquence. D’autres stimuli sensoriels, tels que les informations visuelles, semblent influencer la façon dont ces cellules réagissent au son.
De nombreuses cellules du noyau genouillé médian envoient des projections vers l’amygdale, une région du cerveau impliquée à la fois dans l’apprentissage et l’expression des réactions de peur. L’activation des cellules du MGN qui produisent le neurotransmetteur chimique glutamate permet d’exprimer les réponses de peur auditive apprises. Ces mêmes cellules semblent également être impliquées dans l’extinction de la réponse de peur.
Les cellules du MGN qui répondent au stress auditif le font selon un schéma spécifique. Ces cellules sont impliquées dans la création de certains acides ribonucléiques (ARN) appelés c-fos. Ce processus semble entraîner la production d’hormones de stress, appelées corticostéroïdes, par l’hypothalamus. L’apprentissage des réponses de peur semble dépendre, au moins en partie, de cette induction initiale d’ARN et de cette réponse au stress.