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技術文章
中國科學家發現恐懼情緒的新環路
點擊次數：1137 發布時間：2019-8-19
浙江大學醫學院教授李曉明課題組在《自然-神經科學》在線發表了題為《一條新的介導恐懼逃跑行為的皮層丘腦神經環路》的研究論文。該研究新發現了一條由丘腦網狀核介導的從皮層至丘腦的神經環路，參與調控動物恐懼性逃避行為。該研究在恐懼性逃避行為和相關的精神疾病如創傷后應激障礙（PTSD）發病的環路機制方面有著概念性的突破，為這一領域的研究開辟了新的研究方向。
浙江大學醫學院博士生董平、王浩為論文的共同作者，李曉明教授為通訊作者。
恐懼是一種當機體面臨可能會對生存產生威脅性刺激時產生的情緒反應。對于生物體而言，面對危險性刺激產生迅速有效的應對是保障物種生存和延續的關鍵。在長期的進化過程中，面對不同的環境時，生物體往往會進化出適應性的行動策略。
丘腦網狀核是一個位于丘腦外背側貝殼形態的核團，因為有很多皮層與丘腦之間相互投射的軸突束穿過該核團，這些軸突束與該核團共同形成了網狀復合體結構，丘腦網狀核的“網狀”也是由此而來。丘腦網狀核在腦中被認為是起著“門控”作用，負責過濾篩選皮層和丘腦之間的信息交換，被認為在選擇性注意，睡眠中起著重要作用。但是，丘腦網狀核亞區及其神經環路與恐懼性逃避的相關性尚不明確。
為了解決這一科學問題，李曉明團隊的研究人員首先發現丘腦網狀核中邊緣亞區（limbic TRN）中小清蛋白（Parvalbumin，PV）陽性GABA能神經元的興奮性與條件性逃避行為相關。然后，他們利用光遺傳抑制limbic TRN中PV神經元的活動時，小鼠的逃避行為消失了，一動不動，出現凍結行為。而激活這群神經元時，小鼠則會產生防御性逃避、跳躍等行為。這表明limbic TRN中的PV神經元在防御性逃避中的起著重要作用。
那么，limbic TRN中PV神經元調節恐懼性逃避行為的神經環路機制是什么呢？接下來，他們利用順、逆向病毒追蹤的方法，分別找到了這群神經元的上游（前扣帶皮層，Cingulate cortex，Cg）和下游（丘腦中背核，intermediodorsal thalamus nucleus， IMD）。通過激活Cg到limbic TRN這條環路，能夠通過抑制下游IMD神經元的活動，減少對杏仁核（Amygdala）的興奮性輸入，進而促進動物產生防御性逃避逃跑行為。
《自然-神經科學》的評審專家對這一研究給予了高度評價，“這是一項非常好的研究，具有高度原創性和不被期望的發現（unexpected findings），該研究中利用光遺傳技術雙向證明了皮層-丘腦網狀核-丘腦這樣一條三級環路在調控動物的防御性逃跑行為中的關鍵作用，該環路是杏仁核介導的恐懼行為的重要上游”；“這項研究不僅具有原創性，而且具有概念性的突破，為理解防御性逃跑行為作出了重要貢獻”；“該研究開辟了恐懼研究的新領域，為我們進一步研究動物面臨恐懼性環境時是如何做決策提供了新的研究思路和方向
浙江大學醫學院教授李曉明課題組在《自然-神經科學》在線發表了題為《一條新的介導恐懼逃跑行為的皮層丘腦神經環路》的研究論文。該研究新發現了一條由丘腦網狀核介導的從皮層至丘腦的神經環路，參與調控動物恐懼性逃避行為。該研究在恐懼性逃避行為和相關的精神疾病如創傷后應激障礙（PTSD）發病的環路機制方面有著概念性的突破，為這一領域的研究開辟了新的研究方向。
浙江大學醫學院博士生董平、王浩為論文的共同作者，李曉明教授為通訊作者。
恐懼是一種當機體面臨可能會對生存產生威脅性刺激時產生的情緒反應。對于生物體而言，面對危險性刺激產生迅速有效的應對是保障物種生存和延續的關鍵。在長期的進化過程中，面對不同的環境時，生物體往往會進化出適應性的行動策略。
丘腦網狀核是一個位于丘腦外背側貝殼形態的核團，因為有很多皮層與丘腦之間相互投射的軸突束穿過該核團，這些軸突束與該核團共同形成了網狀復合體結構，丘腦網狀核的“網狀”也是由此而來。丘腦網狀核在腦中被認為是起著“門控”作用，負責過濾篩選皮層和丘腦之間的信息交換，被認為在選擇性注意，睡眠中起著重要作用。但是，丘腦網狀核亞區及其神經環路與恐懼性逃避的相關性尚不明確。
為了解決這一科學問題，李曉明團隊的研究人員首先發現丘腦網狀核中邊緣亞區（limbic TRN）中小清蛋白（Parvalbumin，PV）陽性GABA能神經元的興奮性與條件性逃避行為相關。然后，他們利用光遺傳抑制limbic TRN中PV神經元的活動時，小鼠的逃避行為消失了，一動不動，出現凍結行為。而激活這群神經元時，小鼠則會產生防御性逃避、跳躍等行為。這表明limbic TRN中的PV神經元在防御性逃避中的起著重要作用。
那么，limbic TRN中PV神經元調節恐懼性逃避行為的神經環路機制是什么呢？接下來，他們利用順、逆向病毒追蹤的方法，分別找到了這群神經元的上游（前扣帶皮層，Cingulate cortex，Cg）和下游（丘腦中背核，intermediodorsal thalamus nucleus， IMD）。通過激活Cg到limbic TRN這條環路，能夠通過抑制下游IMD神經元的活動，減少對杏仁核（Amygdala）的興奮性輸入，進而促進動物產生防御性逃避逃跑行為。
《自然-神經科學》的評審專家對這一研究給予了高度評價，“這是一項非常好的研究，具有高度原創性和不被期望的發現（unexpected findings），該研究中利用光遺傳技術雙向證明了皮層-丘腦網狀核-丘腦這樣一條三級環路在調控動物的防御性逃跑行為中的關鍵作用，該環路是杏仁核介導的恐懼行為的重要上游”；“這項研究不僅具有原創性，而且具有概念性的突破，為理解防御性逃跑行為作出了重要貢獻”；“該研究開辟了恐懼研究的新領域，為我們進一步研究動物面臨恐懼性環境時是如何做決策提供了新的研究思路和方向