复旦大学基础医学院、脑科学研究院、脑功能与脑疾病全国重点实验室教授刘星、马兰合作,发现小鼠脑内基底外侧杏仁核(bla)神经元,通过连接左右两侧脑半球的前连合(ac)投射到对侧脑半球的伏隔核(nac),这一跨脑半球神经环路与同侧神经环路的功能相反,介导恐惧、厌恶类负性情绪及逃避行为的产生。11月8日,相关研究发表于《科学》。
刘星(右三)和马兰(右一)和学生讨论论文。图片由研究团队提供
包括人类在内,脊椎动物的大脑都有在结构上是对称的两个脑半球,长期以来,对脑神经连接功能的研究主要考虑了同侧半球内的连接,而忽略了两个脑半球之间神经连接的作用。
bla是掌控情绪反应、学习和记忆、社会交往等功能的关键脑区,而nac则在奖赏、快乐、成瘾、情绪调节等多个方面起着关键作用。
研究人员将前连合切断后发现,小鼠表现出厌恶和逃避行为受损。系列实验观察结果表明,bla脑区存在两群不同的神经元,它们接受来自不同脑区的神经支配,并分别投射至同侧或对侧脑半球nac。
研究团队进一步研究发现,摄食甜水、与异性社交等奖赏性刺激将选择性地激活bla到同侧半球nac的神经投射,而摄入苦味水、面临危险等厌恶性刺激则选择性地激活bla到对侧半球nac的神经投射。bla到同侧半球nac的神经投射主要支配d1型神经元,增加在nac的多巴胺释放,促进正性奖赏情绪和相关记忆的形成;而bla至对侧半球nac的神经投射主要支配d2型神经元,降低nac的多巴胺水平,导致负性厌恶情绪及相关记忆的形成。
刘星介绍,该工作区分了bla向同侧和对侧大脑半球投射在情绪和相关记忆形成中的不同作用,发现了bla到对侧nac神经投射在编码负性情绪和引发逃避行为中的关键作用,揭示了跨脑半球神经连接的一个重要功能。
相关研究信息:https://doi.org/10.1126/science.adp7520
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