术后触碰更敏感,伏隔核核心区的响应增强
雄性小鼠研究把术后机械敏感,联系到伏隔核核心区及其前扣带皮层输入;同一网络在基础状态下还可影响热反应。
同样的触碰,术后为什么更容易引起缩爪?外周组织的变化之外,脑内处理这些信号的网络也会改变。发表于 iScience 的研究,在雄性小鼠术后模型中发现,伏隔核核心区(AcbC)活动增强,对较轻和较强机械刺激的响应都更明显。降低当地活动,术后机械阈值回升;前扣带皮层(ACC)的相关输入,也参与这段网络响应。熟悉的奖赏相关脑区,由此进入了术后感觉变化的故事。
术后模型中的 AcbC 与 ACC 输入相关群体响应增强,降低相关活动改善机械阈值;基础小鼠中提高活动则使机械阈值与热缩爪潜伏期都下降。
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机械与热反应,出现不同变化
皮肤与肌肉切口牵拉模型中,术侧后爪的机械缩爪阈值在观察的两周内降低,对侧没有同样变化。热缩爪潜伏期则没有显著组间差异,整体运动距离也相近。术后感觉变化在这里主要表现为对机械刺激更容易反应,而不是所有感觉指标都一起改变。
伏隔核位于基底节与边缘系统相接的位置,参与奖赏、动机和行为调节,也与感觉处理有关。研究聚焦它的核心区,而不是把整个伏隔核作为一个功能相同的整体。这个区域选择,让术后缩爪变化与一处更具体的脑内节点对应起来。
对侧脑内节点,响应更强
术后模型中,与手术侧相对的 AcbC 活动标记增加,放电频率也提高。活跃细胞中可见 D1 与 D2 受体相关类型,两者并非只有一类参与标记。这里呈现的是核心区群体的响应变化,细胞组成则为进一步理解这种变化提供了背景。
较轻的机械刺激在对照组只引起较小钙响应,在术后组却明显增强;较强刺激能在两组中引起响应,术后组幅度仍更大。不同强度的输入都遇到了一个反应更强的脑内群体。感觉信号进入网络后,响应的尺度已经发生改变。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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降低活动与提高活动,作用取决于背景
降低术后小鼠对侧 AcbC 活动,手术侧机械阈值升高,对侧阈值与双侧热反应没有显著改变。运动距离也相近。细胞活动的改变对应上了模型中较突出的机械指标,使这个群体成为参与术后敏感表现的一处功能节点。
在没有手术的基础小鼠中,提高左侧 AcbC 活动,则让右侧机械阈值和热缩爪潜伏期都下降,运动距离仍无显著变化。网络具有影响两类反应的能力,但在术后模型中主要呈现机械改变。背景状态与所改变的活动,共同决定最后的行为读出。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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前扣带皮层,把活动传向核心区
解剖观察显示,ACC 的 CaMKII 相关兴奋性细胞向 AcbC 发出联系,来源标记在 Cg2 亚区较明显。提高 ACC 相关群体活动后,AcbC 钙事件与放电增加。这些结果把核心区的活动,与来自皮层的输入联系起来。
进一步观察接收 ACC 相关输入的 AcbC 群体,术后小鼠对两种强度机械刺激的钙响应同样增强。整体核心区观察与输入相关群体观察相互呼应,表明术后变化包含皮层—核心区网络的响应。它为局部活动增加找到了一个上游背景。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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沿相关联系调节活动,机械指标随之改变
降低 ACC—AcbC 相关活动时,术后小鼠手术侧的机械阈值回升,另一侧与热反应没有显著变化。基础状态下提高相关活动,则使对侧机械与热反应指标下降。两组观察再次呈现了背景差别:同一网络关系,在不同状态下对应不同感觉读出。
相关实验的运动距离没有显著改变,因此缩爪指标的变化没有伴随整体活动量的同样下降。皮层输入与当地细胞活动一起,构成了术后机械敏感的网络背景;输入联系与整个核心区群体之间各自的作用,仍需要更细致的区分。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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术后敏感,也有脑内处理的一面
这项研究集中于雄性小鼠的缩爪反应,显示术后机械敏感伴随一个反应更强的核心区网络。外周条件改变之后,来自皮层的调节和当地群体活动也参与了信号处理,使同样的机械输入获得不同的行为响应。
核心区在这里展现的,是随状态改变的感觉调节作用。术后机械改变与基础激活后的热反应差别尤其提示,网络的功能范围和某个模型实际呈现的现象可以不同。理解术后敏感,既要看组织发生了什么,也要看信号进入脑内后怎样被响应。