跳至内容

外侧缰核的另一项工作:参与体温调节

iScience · 2025-06-18

Table of contents

No titles in the blog post

iScience · 研究前沿

外侧缰核的另一项工作:参与体温调节

增强外侧缰核兴奋性神经元活动可升高小鼠体温,减少活动则降低体温。视前区通往缰核的抑制性输入,也参与了这组温度变化。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

天冷时,小鼠需要调动身体的产热能力,维持内部温度。大脑怎样参与这一过程?发表于 iScience 的研究将目光从常见的下丘脑体温调节区域,转向外侧缰核。这个与情绪、动机等功能相关的区域,也能通过神经活动变化影响体温,并与视前区的抑制性输入联系起来。

关键发现

外侧缰核兴奋性神经元活动参与升温及冷环境中的体温维持;增强外侧视前区通往缰核的 GABA 输入可降低体温,局部受体阻断后降温效应减弱。

阅读目录 · 6个部分

冷热环境都能调动外侧缰核

外侧缰核位于下丘脑之外,却与多个调节行为和身体状态的脑区相连。研究首先发现,在较冷和较热环境中,这里的活动标记都比温度中性的对照条件增强。冷环境的变化较明显,热环境也有显著增加,提示它对不同温度状态都有响应。

活动标记告诉研究者这个区域被调动了,但参与温度变化的方向,还需要从细胞活动与体温之间的关系寻找。团队因此进一步改变外侧缰核兴奋性神经元的活动,观察身体温度是否随之改变。

原论文图 1冷热环境中的外侧缰核活动
冷热环境中的外侧缰核活动
原论文 Figure 1:与温度中性条件相比,冷与热环境中的外侧缰核活动标记均增加,冷环境中的增加较明显。
来源:Wang X et al. · iScience · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗

增强活动升温,减少活动降温

维持体温需要协调热量的产生与散失。小鼠的棕色脂肪参与产热,尾部则与身体散热有关。团队因此同时观察核心温度、棕色脂肪区域与尾部温度,寻找脑内活动变化在身体不同部位留下的响应。

增强这组神经元活动后,小鼠核心体温升高;减少其活动,体温则下降。两种不同干预方式给出了相同方向的结果。所测运动活动没有明显改变,体温差别并未伴随普遍的运动量变化。

红外图像中的棕色脂肪区域温度也随之升降,尾部温度却没有显著改变。棕色脂肪是参与产热的组织,这组读出把脑内神经变化与身体产热相关区域联系起来。体温调节不只是一项脑内计算,也体现在身体不同部位的响应中。

原论文图 2核心体温与棕色脂肪区域温度
核心体温与棕色脂肪区域温度
原论文 Figure 2:增强或抑制外侧缰核活动分别升高或降低核心体温及棕色脂肪区域温度;尾温及运动活动未显著改变。
来源:Wang X et al. · iScience · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗

功能减弱后,体温更难维持

要理解这一作用,冷环境提供了更具体的情境。去除部分外侧缰核相关神经元,或减少其活动后,小鼠在冷环境中的体温下降更多。这两种结果相互呼应,说明正常的外侧缰核功能参与了抵御寒冷时的体温维持。

热环境下的表现不同:两组体温都逐渐升高,却没有显著组间差别。外侧缰核虽然会对热环境产生活动标记响应,其功能减弱并未在这项观察中造成同样的温度分离。参与程度与实际环境条件有关。

原论文图 4功能减弱后的冷与热环境表现
功能减弱后的冷与热环境表现
原论文 Figure 4:外侧缰核相关神经元去除或活动受抑后,冷环境中的体温下降更明显;热环境下两组均升温,组间差别不显著。
来源:Wang X et al. · iScience · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗

另一处温度响应,连接到缰核

外侧视前区是体温调节网络的重要部分,它向外侧缰核发出 GABA 相关输入。原图显示,其活动标记在热环境中较强,在冷环境中也有增加。两个区域对温度都有响应,但不同条件下的响应程度并不相同。

组织与示踪观察把这组输入定位得更具体:热环境中活跃的视前区 GABA 细胞,可向缰核投射;冷环境中活跃的缰核兴奋性细胞附近,也能看到来自视前区的纤维。这些联系让团队进一步考察输入是否能改变下游活动。

原论文图 5温度响应细胞与视前区—缰核联系
温度响应细胞与视前区—缰核联系
原论文 Figure 5:视前区活动标记在热环境中增强较多、冷环境中也增加;示踪与共标记显示温度响应细胞之间存在相关纤维联系。
来源:Wang X et al. · iScience · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗

增强这组输入,体温下降

提高外侧视前区 GABA 神经元活动时,下游外侧缰核的群体钙响应与活动标记减弱。进一步增强这些细胞在缰核的末梢活动,小鼠体温下降,运动活动仍相近。上游输入、下游响应与身体变化,由此接在一起。

在外侧缰核减少 GABA 受体作用后,同样的输入增强不再出现明显降温。这个结果支持抑制性信号参与温度效应:视前区输入减弱缰核活动,进而改变了正常条件下的体温表现。

原论文图 6输入增强、下游响应与体温下降
输入增强、下游响应与体温下降
原论文 Figure 6:提高视前区 GABA 活动降低缰核响应,增强缰核中的相关末梢活动降低体温;局部 GABA 受体阻断后降温受到抑制,运动活动相近。
来源:Wang X et al. · iScience · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗

体温调节包含下丘脑之外的节点

外侧缰核常因其情绪与动机功能受到关注,这项研究展示了它参与身体温度的另一面。它的活动能够影响核心体温,功能减弱时冷环境中的体温维持受损,同时还能接收视前区的抑制性调节。多个脑区共同参与,才构成身体状态的调节网络。

研究采用年轻成年小鼠,关注生理条件下的温度变化,并未测试情绪性高温模型。最直接的发现,是传统体温调节区域之外的神经节点,可以与产热相关身体响应相连。行为与情绪网络中的区域,也参与着维持身体内部环境的工作。

论文信息

Wang X, Chen X, Zhang Z, Liu X, Lv Q, Song M, Zhao D, Su J, Su Y, Zhao G, Sun J, Lin W, Zhao H.
The lateral habenula contributes to regulation of body temperature
iScience · 2025-06-18
DOI: 10.1016/j.isci.2025.112923