靠近还是绕开?伏隔核Tac1细胞参与厌恶回避
雄性小鼠研究发现,伏隔核内侧壳区Tac1相关细胞及其下丘脑输出,会改变不愉快气味附近的停留;前额叶输入也参与调节,呈现回避行为的网络联系。
面对陌生而不愉快的气味,动物通常会绕开。但“绕开”并非感觉信号进入大脑后自动产生的唯一反应:同一个刺激附近停留多久,还涉及动机与行动的调节。2023年2月22日发表于 International Journal of Molecular Sciences 的雄性小鼠研究,聚焦伏隔核内侧壳区的一群Tac1相关细胞。增强这群细胞的活动后,小鼠与不愉快气味的接触增加;降低活动则呈现更强回避。研究还沿着下丘脑输出与前额叶输入,进一步追踪了这种行为变化可能经过的网络。
NAc内侧壳区Tac1相关细胞向LH提供抑制性输入,增强或抑制该输出会分别增加或减少与厌恶刺激的接触。mPFC到NAc的相关输入也有同方向的行为作用,完整细胞特异串联仍待展开。
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伏隔核里面,也要看具体区域
伏隔核常被放进奖赏与动机的讨论中,但它的不同分区并不承担完全相同的作用。研究观察到,Tac1相关细胞与P物质和D1受体标记有较高重叠。在一种疼痛相关不愉快条件下,内侧壳区这群细胞对电流输入的放电反应减弱,外侧壳区的对应比较未见同样变化。
这种结果描述的是特定群体和条件。Tac1是身份线索,并未直接证明P物质释放承担了全部行为作用;离体输入诱发的放电,也与动物自然状态下的自发活动有所不同。研究随后将问题转到清楚可见的靠近与回避行为。
来源:He ZX et al. · International journal of molecular sciences · CC BY
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活动增强后,接触厌恶刺激的时间变长
在气味相关的行为比较中,研究观察小鼠靠近刺激、停在中间区域或进入相对安全区域的时间。增强内侧壳区Tac1相关群体活动后,小鼠在厌恶刺激区域停留更多;降低活动后则相反,中间区域比较没有显著差异。
这让Tac1相关细胞与回避调节产生了功能联系。行为变化体现的是在刺激面前如何分配接触与离开,并未直接测量刺激是否已经变得愉快,或不愉快感觉是否消失。研究对象为成年雄性小鼠,其他群体与情境还需要各自验证。
一条到下丘脑的抑制性输入
在Tac1相关细胞的下游连接中,外侧下丘脑LH出现较密集的投射纤维。LH本身包含多类细胞,参与进食、奖赏和厌恶等多种行为,因此连接的位置为机制提供线索,接收细胞的具体身份仍是另一层问题。
功能记录中,部分LH细胞对相关输入产生抑制性突触后电流,局部GABAA受体阻断使这些响应消失。研究由此获得了GABA相关抑制传递的证据,支持这条输出在LH内发挥抑制作用;它并不意味着所有LH细胞都会同样接收或响应。
来源:He ZX et al. · International journal of molecular sciences · CC BY
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只看这条输出,也能影响靠近与回避
增强进入LH的Tac1相关末梢活动后,小鼠与不愉快气味的接触时间增加,总行走距离没有显著变化。抑制这条输出后,接触时间减少,对应总距离同样未显著改变。相反方向的比较,将输出功能与行为方向进一步联系起来。
这份运动对照降低了“只因走得更多或更少”这一解释的可能,但并未穷尽嗅觉、警觉和选择策略的全部影响。真正接收这些抑制信号的是哪类LH细胞,它们怎样进一步组织行为,仍需要细胞层面的后续研究。
来源:He ZX et al. · International journal of molecular sciences · CC BY
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前额叶输入,为伏隔核提供兴奋性信号
研究也观察到内侧前额叶mPFC与NAc的连接。相应输入可在部分NAc接收细胞引起兴奋性电流,受AMPA受体阻断影响;Tac1相关细胞的补充记录也显示可接收这类兴奋性输入。它让前额叶信息与这群细胞之间有了联系。
在行为中,增强mPFC进入NAc内侧壳区的相关末梢活动,增加了气味接触时间;抑制则减少接触,两种对应的总距离比较都未达显著。行为干预作用于这一输入群体,可能同时涉及Tac1之外的NAc接收细胞。
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回避行为,由多处细胞共同调节
这项研究把NAc内侧壳区Tac1相关细胞、LH输出和mPFC输入串成了一个具体的研究框架。各环节分别涉及分子标记细胞、输入末梢和异质性接收群体,完整的细胞特异串联机制仍需要进一步验证,而不是仅凭连接图就完成了全部解释。
更有意义的是,它显示伏隔核参与的动机调节同样关系到面对不愉快事物的选择。不同NAc分区、不同输入和不同厌恶情境,可能有不同的作用方式。这些雄性小鼠结果为理解回避提供线索,尚未建立人类情绪障碍的治疗效果。