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吗啡让小鼠跑得更多:追踪皮层—未定带回路

Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · 2025-11-30

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Advanced Science · 研究前沿

吗啡让小鼠跑得更多:追踪皮层—未定带回路

小鼠研究发现,扣带皮层通向未定带中间段的联系参与高剂量吗啡引起的活动增多,δ 阿片受体是其中的重要环节。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

一种药物可以同时改变运动、奖赏体验与感觉反应,这些变化却未必经过同一条神经路线。发表于 Advanced Science 的研究,观察吗啡处理后小鼠活动增多的现象,把注意力放在扣带皮层(Cg)与未定带中间段(ZIm)的联系。降低这段回路活动后,运动增多被削弱,所测奖赏偏好和镇痛指标却没有同样改变。看似一起出现的药物效应,在脑内呈现出可以分开的组织方式。

关键发现

Cg—ZIm 活动支持高剂量吗啡下的运动增多;ZIm 接收相关群体中的 DOR 减少后,运动反应变弱,受体阻断也不再带来显著的额外下降。

阅读目录 · 6个部分

活动增多,只是药物反应的一部分

阿片药物会影响多种行为。小鼠在吗啡条件下运动距离增加,是研究运动相关效应的一种读出;它与偏好某个环境、对伤害性刺激的反应,分别回答不同问题。寻找活动增多的机制,因而有助于理解药物效应怎样在网络中分配。

研究的行为观察使用成年雄性小鼠。团队首先把目标放在扣带皮层与未定带的联系:前者参与高层行为调节,后者接收多种信息并联系运动相关节点。一个皮层来源的输入,是否能在药物条件下影响动物移动,成为这篇工作的核心问题。

皮层输入,抵达未定带中间段

解剖追踪显示,Cg 兴奋性细胞的末梢主要分布在 ZIm,并与当地抑制性细胞形成较多联系。ZIm 自身以 GABA 能细胞为主,但接收 Cg 输入的群体并非完全单一。来源与接收区域的细胞组成,为后续观察提供了结构背景。

吗啡处理后,两处的活动标记增加;投向 ZIm 的 Cg 群体与接收相关的 ZIm 群体,钙信号也增强。运动距离同步增加,信号与速度在所测区间内相关。结构联系由此对应上了药物条件下的网络响应,但它是否影响运动,还要看改变活动后的结果。

原论文图 2吗啡条件下的回路活动
吗啡条件下的回路活动
原论文 Figure 2:Cg 与 ZIm 活动标记和相关群体钙信号增加,运动距离上升;信号与速度按区间比较呈相关。
来源:Li CY et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · CC BY
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降低回路活动,运动增多被削弱

降低投向 ZIm 的 Cg 群体活动,可以减少高剂量吗啡引起的运动距离增加,基础运动没有显著改变。较低剂量条件下,同样的回路抑制没有显著效果。这提示回路的参与随药物条件而变化,并不是在所有暴露水平下都承担相同角色。

重复吗啡暴露的观察中,回路抑制同样减少活动增多,体重、条件位置偏好、所测戒断行为和热板反应却没有显著组间变化。这组并行读出让故事变得清楚:与运动有关的作用可以发生改变,而其他几项药物相关反应仍保持相近。

原论文图 4重复暴露后的多种行为读出
重复暴露后的多种行为读出
原论文 Figure 4:回路抑制减少活动增多,体重、位置偏好、直立与跳跃戒断指标及热板比较不显著。
来源:Li CY et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · CC BY
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提高这段活动,也能推动运动

在未使用吗啡的观察中,提高 Cg 在 ZIm 的末梢活动,可以增加速度和运动距离。提高来源群体或当地接收相关群体的活动,也有相似作用。作为另一处皮层输入的比较,提高运动皮层相关末梢活动没有显著改变所测运动距离。

运动增加没有伴随所测位置偏好、焦虑样指标、埋珠行为或转棒能力的显著变化。当地细胞也呈现差异:单独提高 Gad2 群体活动不改变基础运动,而在吗啡条件下,降低 Gad2 或非 Gad2 群体活动都能削弱运动增多。回路作用因此与群体组合及当时状态有关。

原论文图 5回路活动提高后的运动变化
回路活动提高后的运动变化
原论文 Figure 5:提高 Cg 来源末梢、来源群体或 ZIm 接收相关群体活动,运动增加;运动皮层相关输入比较不显著。
来源:Li CY et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · CC BY
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δ 阿片受体,参与较高剂量下的响应

ZIm 接收相关细胞中可见 δ 阿片受体(DOR)标记,部分吗啡相关活动细胞也表达这一受体。当地 DOR 阻断减轻高剂量条件下的运动增多,基础运动比较不显著。较低剂量的受体比较则指向 μ 阿片受体,显示药物效应的受体参与会随条件不同而改变。

进一步减少接收 Cg 输入的 ZIm 群体中的 DOR,吗啡后的运动反应变弱,再阻断 DOR 也不出现显著的额外下降。受体表达变化与药理结果在同一群体背景下相互呼应,把受体环节接到了回路作用中。

原论文图 7接收相关群体中的 DOR 减少
接收相关群体中的 DOR 减少
原论文 Figure 7:DOR 表达减少后,吗啡运动反应下降;受体阻断带来的额外下降比较不显著。
来源:Li CY et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · CC BY
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一起出现的效应,脑内可以分工

这项研究将高剂量吗啡的运动效应,连接到一个具体的皮层—未定带网络和受体环节。降低回路活动后,小鼠跑得更少,所测奖赏偏好、戒断行为和热板反应却保持相近。几种药物效应可以同时出现,也可以具有不同的回路依赖,运动增多只是其中的一部分。

ZIm 的细胞组成与剂量差别也说明,网络功能不是一个固定标签。来源输入、当地群体和受体共同决定某种状态下的响应。对这篇小鼠研究而言,新的认识是药物的多种行为效应具有可分的神经组织,而运动本身并不代表所有奖赏相关过程。

论文信息

Li CY, Huang H, Shen XF, Cao KL, Zheng D, Zhu Y, Xie SZ, Yu XD, Wang H, Chen JD, Shi J, Li Y, Yan M, Li XM.
Delta Opioid Receptors within the Cortico-Thalamic Circuitry Underlie Hyperactivity Induced by High-Dose Morphine
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · 2025-11-30
DOI: 10.1002/advs.202503831