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绿光怎样让受压小鼠重新迈向开阔处?

Cell Reports · 2026-05-23

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Cell Reports · 研究前沿

绿光怎样让受压小鼠重新迈向开阔处?

绿光伴随应激出现时,小鼠更愿意探索开阔区域。研究沿视觉皮层追向前额叶,发现兴奋性输入可以借助局部抑制,让另一群细胞的过度活动降下来。

原论文Figure 3F局部:V2M标记区域的绿色荧光与蓝色核染色

光进入眼睛,带来的不只是明暗和形状,也可能改变大脑应对应激的方式。2026年发表于 Cell Reports 的一项小鼠研究,从绿光减轻回避行为这一现象出发,追踪到次级视觉皮层内侧部(V2M)与前边缘皮层(PrL)之间的连接。故事里最有意思的转折是:一条兴奋性视觉输入,最终能够让前额叶另一群兴奋性细胞安静一些。光、局部细胞网络与压力反应,由此连成了一条可以逐段检验的线索。

关键发现

绿光减轻应激相关回避,与PrL谷氨酸能细胞过度活动减弱相伴。V2M至PrL的兴奋性投射参与行为效应,局部抑制和CRFR1信号也参与其中;照光时机影响结果。

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绿光的作用,先从照光时机说起

经历急性束缚应激后,小鼠倾向避开开放场中央和高架迷宫的开放臂。伴随应激的绿光,使它们在这些暴露位置停留更多,而总移动距离基本不变。连续多日束缚的模型也出现探索增加,提示变化并非简单的“跑得更多”。

但绿光不是任何时候出现都一样:只在应激之后的恢复期照射,回避行为没有显著改善;应激期间照射才见到效果。未受应激的小鼠也没有形成相同的绿光配对位置偏好。光的作用,嵌在动物当时的状态与经历之中。

原论文图 1绿光的作用,先从照光时机说起
绿光的作用,先从照光时机说起
Figure 1:急性和重复束缚模型中的探索行为,以及应激后对绿光配对位置的偏好。总移动距离未显著改变;照光时机比较见补充Figure S3。
来源:Mingjun Zhang et al. · Cell Reports · CC BY-NC-ND 4.0; © 2026 The Author(s). Published by Elsevier Inc.
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前额叶的过强响应,被压低了一些

PrL参与应激处理,其谷氨酸能细胞在急性应激后表现出更强的钙活动。绿光使这一增强减弱,单细胞成像也看到了相同方向。白光和蓝光在所测条件下没有出现相同变化;没有应激时,绿光对这群细胞及行为均未带来显著影响。急性束缚结束四小时后,回避与这群细胞的过强活动也都不再明显,说明研究捕捉到的是一段随应激变化的反应。

直接抑制这群细胞,同样让受压小鼠增加中央区和开放臂探索,总移动距离仍基本不变。这样,脑活动与行为之间多了一步因果联系:缓和PrL的过度兴奋,能够减轻应激相关回避。

原论文图 2前额叶的过强响应,被压低了一些
前额叶的过强响应,被压低了一些
Figure 2:PrL谷氨酸能细胞的群体与单细胞钙活动,以及抑制该群体后的行为变化。绿光减弱应激相关活动增强。
来源:Mingjun Zhang et al. · Cell Reports · CC BY-NC-ND 4.0; © 2026 The Author(s). Published by Elsevier Inc.
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视觉信息,怎样走到压力网络?

沿PrL的上游寻找,团队在V2M发现了丰富的投射细胞,其中大多数带有谷氨酸标记。进一步追踪显示,PrL内的CRF标记细胞和谷氨酸能细胞都能接收来自V2M的输入,为视觉信号进入局部网络提供了解剖依据。

V2M自身也对颜色条件作出不同响应:绿光下被激活的谷氨酸能细胞比例更高,钙信号变化也更强。这不是整个视觉皮层整齐划一地“偏爱绿色”,而是部分细胞对所测光照条件表现出不同敏感性。

原论文图 3视觉信息,怎样走到压力网络?
视觉信息,怎样走到压力网络?
Figure 3:V2M至PrL的投射、PrL接收输入细胞的标记,以及V2M谷氨酸能细胞对不同照光条件的钙响应。
来源:Mingjun Zhang et al. · Cell Reports · CC BY-NC-ND 4.0; © 2026 The Author(s). Published by Elsevier Inc.
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兴奋性输入,为何带来抑制?

激活V2M谷氨酸能细胞时,PrL局部CRF标记细胞的钙信号上升,谷氨酸能细胞的信号却下降。脑片中,视觉投射既能引起较快的兴奋性电流,也能引起较迟的抑制性电流:输入先推动局部网络,再经网络给另一群细胞“踩下刹车”。

CRFR1信号参与这道刹车。受体阻断使相关抑制性电流部分减弱,PrL谷氨酸能细胞的放电则增加;在绿光伴随应激的条件下,阻断也削弱了探索改善,而总移动距离未显著变化。抑制电流仍有残余,局部调节并不只有一种成分。

原论文图 4兴奋性输入,为何带来抑制?
兴奋性输入,为何带来抑制?
Figure 4:V2M激活下PrL两类细胞的钙响应、兴奋与抑制电流,以及CRFR1阻断的影响。H/I抑制电流部分减弱,K显示放电增加;M/N对应绿光伴随应激条件。
来源:Mingjun Zhang et al. · Cell Reports · CC BY-NC-ND 4.0; © 2026 The Author(s). Published by Elsevier Inc.
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接收视觉输入的细胞,也能牵动行为

进一步观察V2M输入相关的PrL接收细胞,研究发现它们在绿光伴随应激时活动增强。激活这群细胞,PrL谷氨酸能活动下降,受压小鼠更愿意探索暴露区域;抑制它们则出现相反方向的变化,总移动距离均没有显著差异。

另一组针对PrL本地CRF标记细胞的成像,发现绿光比白光、蓝光招募了更多响应细胞。这两条线索分别把“接收视觉输入”与“局部CRF细胞响应”带入故事,让局部抑制从电流变化延伸到了动物的选择。

原论文图 5接收视觉输入的细胞,也能牵动行为
接收视觉输入的细胞,也能牵动行为
Figure 5:V2M输入相关PrL接收细胞的记录与干预,以及独立的PrL本地CRF标记细胞成像。A–K涉及输入相关接收群体,L–Q涉及本地CRF标记群体。
来源:Mingjun Zhang et al. · Cell Reports · CC BY-NC-ND 4.0; © 2026 The Author(s). Published by Elsevier Inc.
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一条投射,把视觉信号接到探索选择

最后,团队把干预集中到V2M谷氨酸能细胞在PrL的投射末梢。增强这一路输入,能够在急性应激模型中增加探索;减弱输入,则削弱绿光下的行为改善。两种方向的干预都未显著改变开放场总距离,为这条视觉—前额叶连接的行为作用提供了相互补充的证据。由此,视觉输入的兴奋性质与前额叶整体活动的下降并不矛盾:决定后果的,还有输入在局部网络中招募了谁。

原论文图 6一条投射,把视觉信号接到探索选择
一条投射,把视觉信号接到探索选择
Figure 6:A–C为V2M谷氨酸能投射末梢在PrL局部激活及行为结果;D–F为抑制及相应结果。总移动距离均未显著改变。
来源:Mingjun Zhang et al. · Cell Reports · CC BY-NC-ND 4.0; © 2026 The Author(s). Published by Elsevier Inc.
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光的颜色之外,还有大脑当时的状态

这项成年雄鼠研究描绘的,是光照怎样在应激发生时改变局部网络的平衡。它还留下一个很实际的光学问题:实验中不同颜色按照度匹配,人眼看来相近的亮度,并不代表相同的光子通量或小鼠视网膜刺激强度。颜色、实际光刺激与动物状态之间的关系,仍需进一步拆解。

论文信息

Mingjun Zhang, Songbin Liu, Xu Wang, Bojian Ye, Ziyun Ni, Jun Ma, Ying Liu, An Liu, Zhi Zhang, Jun-Ma Yu, Wenjuan Tao, Peng Cao
Green light relieves stress-induced anxiety-like behaviors via visual-to-prefrontal projections in mice
Cell Reports · 2026-05-23
DOI: 10.1016/j.celrep.2026.117426