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疼痛之外,为什么连探索也变得小心翼翼?一条脑桥—丘脑通路的双重影响

Anesthesiology · 2026-04-09

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Anesthesiology · 研究前沿

疼痛之外,为什么连探索也变得小心翼翼?一条脑桥—丘脑通路的双重影响

持续炎症让小鼠既更怕刺激,也更少走进开放区域。研究发现,PPTg→CM连接能够同时牵动这两类变化。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

疼痛改变的,可能不只是身体对刺激的反应。一只持续受到炎症困扰的小鼠,也会更少走进开放的空间,更少停留在明亮的一侧:周围环境仿佛都变得需要谨慎对待。2026年《Anesthesiology》的一项研究沿着脑桥脚桥被盖核(PPTg)与丘脑中央内侧核(CM)的连接,寻找感觉与回避为何常常相伴。研究发现,调低这段连接的活动,可以缓解炎症小鼠的多项变化;在正常小鼠中增强活动,则把行为推向相反方向。

关键发现

PPTg 谷氨酸能群体及其 CM 输出参与 CFA 相关痛敏、自发伤害相关行为与回避;抑制改善炎症状态,激活正常动物产生相关变化。

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同样的环境,炎症小鼠作出了不同选择

CFA 模型中,小鼠机械阈值降低,热板和甩尾响应更快,自发伤害相关行为增加。开放臂、旷场中心和亮侧探索减少,总体旷场距离与明暗穿梭次数保持相近。感觉与空间选择同时变化,让研究能够从多个侧面观察炎症状态。

PPTg 的活动标记增加,主要与谷氨酸相关细胞重叠。这个脑桥核团内部细胞类型多样,还参与唤醒与运动。把增强活动定位到具体细胞,是区分区域整体招募与某类细胞行为作用的第一步,也使接下来的调节能够对应明确群体。

原论文图 1炎症行为与 PPTg 招募
炎症行为与 PPTg 招募
原论文 Figure 1。比较机械、热、自发行为与探索,展示 PPTg 活动增加以及总体距离、部分穿梭指标相近。
来源:Gao SJ et al. · Anesthesiology · CC BY-NC-ND
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调低脑桥活动,小鼠重新走向开放区域

抑制 PPTg 谷氨酸相关细胞,提高 CFA 动物机械阈值与热响应潜伏期,减少自发行为,开放区域和亮侧探索也改善。总体运动距离保持相近,正常组多数感觉与行为指标没有同样变化。损伤背景与基础背景,在同一操作下呈现不同效果。

有趣的是,动物并没有因此走得更远,却重新把一部分活动分配给开放、明亮的区域。与机械阈值、热反应和自发伤害相关行为的改善放在一起看,这种变化不只是运动量的增减。原先让动物收紧探索范围的炎症状态,出现了可以被这群细胞调节的松动。

原论文图 2抑制后的感觉与探索
抑制后的感觉与探索
原论文 Figure 2。展示抑制验证与 CFA、正常状态中的行为,炎症动物多项改善,正常多数指标保持相近。
来源:Gao SJ et al. · Anesthesiology · CC BY-NC-ND
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没有炎症,增强这群细胞也会推高敏感与回避

如果这群细胞只是疼痛发生后的旁观者,增强它们未必会改变行为。但在正常小鼠中,光激活PPTg群体使机械阈值降低、热刺激反应加快,自发伤害相关行为增加,开放与明亮区域的探索减少。总体运动仍然相近。细胞活动的变化,已经足以让感觉与环境选择一起朝更敏感、更回避的方向移动。

阈值、自发动作与回避来自不同任务,却在活动增强时一起改变。这样的一致方向将区域招募与行为联系起来,也使研究者进一步追问输出靶点:PPTg 的这些细胞通过哪里,影响后续网络?

原论文图 3正常动物中的细胞激活
正常动物中的细胞激活
原论文 Figure 3。展示激活验证、感觉、自发行为与探索,整体运动保持相近。
来源:Gao SJ et al. · Anesthesiology · CC BY-NC-ND
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脑桥发出的信号,抵达了丘脑CM

末梢标记与单突触逆行追踪支持 PPTg 谷氨酸细胞联系 CM 谷氨酸细胞,CFA 后 CM 活动标记也增加。刺激相关末梢,在 CM 记录到兴奋性电流,DNQX 使响应受到阻断。脑桥与丘脑之间的联系,因而同时呈现在解剖与局部功能上。

谷氨酸在这里承担兴奋性传递:PPTg的输入可以推动CM细胞产生电响应。于是,前面在脑桥看到的活动,不再是一处孤立的亮点,而有了可以追踪的下游连接。CM也在炎症状态中被招募,接下来要问的是,这段连接是否真正参与了动物的感觉和选择。

原论文图 4PPTg→CM 的解剖与电响应
PPTg→CM 的解剖与电响应
原论文 Figure 4。A–F 展示追踪,G–J 展示 CM 活动,K–N 展示末梢刺激与 DNQX 敏感兴奋性电流。
来源:Gao SJ et al. · Anesthesiology · CC BY-NC-ND
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沿着这条连接调节,两类行为再次一起改变

抑制投向 CM 的 PPTg 群体,改善 CFA 动物机械、热与自发行为,也改善多项回避,总体运动保持相近,正常组多数指标不变。在 CM 激活相关末梢,则在正常动物中产生相反方向结果。细胞群与输出上的调节,再次呈现行为的相近变化。

一端降低投射细胞的活动,另一端增强它们在CM的末梢,感觉与回避再次出现相反方向的变化。这个结果把脑桥的细胞活动、丘脑的接收响应和动物的行为连成一条线。它也留下一个更细的问题:感觉的缓解是否带动了探索,还是这段输出内部存在分别调节两类行为的分工?

原论文图 5CM 投射细胞的抑制
CM 投射细胞的抑制
原论文 Figure 5。展示 CM 投射细胞抑制后的 CFA 感觉、探索与运动,多数正常对照指标相近。
来源:Gao SJ et al. · Anesthesiology · CC BY-NC-ND
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痛与回避相伴,背后也有共同的调节连接

这项研究把痛敏与回避的相伴,放到了具体的神经连接中。它们并非只能在行为上同时出现:改变PPTg谷氨酸能细胞及其CM输出,能够一起改变刺激反应、自发行为与空间选择。对于持续炎症造成的那种“更敏感,也更谨慎”的状态,脑桥—丘脑之间有一处能够牵动多个侧面的调节位置。

结果来自成年雄性小鼠的CFA炎症模型,基础状态下抑制的多数效应较小,炎症状态下则更清楚。这种差别也让故事多了一层:同一段神经连接,在不同身体状态中会拥有不同的分量。理解疼痛为何牵动更广泛的行为,需要把细胞连接与动物当时的状态放在一起。

原论文图 6CM 末梢激活的行为作用
CM 末梢激活的行为作用
原论文 Figure 6。展示正常动物 CM 末梢激活后的感觉与回避变化,以及相近的总体运动。
来源:Gao SJ et al. · Anesthesiology · CC BY-NC-ND
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论文信息

Gao SJ, Zhou YQ, Song WL, Yang XR, Jing YY, Zhang LQ, Wu H, Dai XY, Liu DQ, Zhang P, Tian B, Wang W, Mei W.
A Neural Circuit from the Pedunculopontine Tegmental Nucleus to the Central Medial Thalamic Nucleus for the Regulation of Nociceptive and Anxiety-like Behaviors in Male Mice with Chronic Inflammatory Pain
Anesthesiology · 2026-04-09
DOI: 10.1097/aln.0000000000006090