北京時間4月29日23時，浙江大學醫(yī)學院李曉明教授課題組在《自然-神經(jīng)科學》（Nature Neuroscience）在線發(fā)表了題為《一條新的介導恐懼逃跑行為的皮層丘腦神經(jīng)環(huán)路》（“A novel cortico-intrathalamic circuit for flight behavior”）的研究論文。該研究新發(fā)現(xiàn)了一條由丘腦網(wǎng)狀核介導的從皮層至丘腦的神經(jīng)環(huán)路，參與調(diào)控動物恐懼性逃避行為。該研究在恐懼性逃避行為和相關的精神疾病如創(chuàng)傷后應激障礙（PTSD）發(fā)病的環(huán)路機制方面有著概念性的突破，為這一領域的研究開辟了新的研究方向。

浙江大學醫(yī)學院博士生董平、王浩為論文的共同第一作者，李曉明教授為通訊作者。

恐懼是一種當機體面臨可能會對生存產(chǎn)生威脅性刺激時產(chǎn)生的情緒反應。對于生物體而言，面對危險性刺激產(chǎn)生迅速有效的應對是保障物種生存和延續(xù)的關鍵。在長期的進化過程中，面對不同的環(huán)境時，生物體往往會進化出適應性的行動策略。例如：當我們認為該危險刺激源是可以控制或者躲避的時候，我們一般會傾向采取主動防御策略，即逃跑行為（flight）。當該危險刺激源是無法控制或者躲避的時候，則更傾向采用被動防御策略，如凍結行為（freezing）。

丘腦網(wǎng)狀核（Thalamic reticular nucleus, TRN）是一個位于丘腦外背側(cè)貝殼形態(tài)的核團，因為有很多皮層與丘腦之間相互投射的軸突束穿過該核團，這些軸突束與該核團共同形成了網(wǎng)狀復合體結構，丘腦網(wǎng)狀核的“網(wǎng)狀”也是由此而來。丘腦網(wǎng)狀核在腦中被認為是起著“門控”作用，負責過濾篩選皮層和丘腦之間的信息交換，被認為在選擇性注意、睡眠中起著重要作用。但是，丘腦網(wǎng)狀核亞區(qū)及其神經(jīng)環(huán)路與恐懼性逃避的相關性尚不明確。

為了解決這一科學問題，李曉明教授團隊的研究人員首先發(fā)現(xiàn)丘腦網(wǎng)狀核中邊緣亞區(qū)（limbic TRN）中小清蛋白（Parvalbumin，PV）陽性GABA能神經(jīng)元的興奮性與條件性逃避行為相關。然后，他們利用光遺傳抑制limbic TRN中PV神經(jīng)元的活動時，小鼠的逃避行為消失了,一動不動，出現(xiàn)凍結行為。而激活這群神經(jīng)元時，小鼠則會產(chǎn)生防御性逃避、跳躍等行為。這表明limbic TRN中的PV神經(jīng)元在防御性逃避中起著重要作用。

第3天逃跑行為中，Limbic TRN PV陽性神經(jīng)元鈣信號記錄熱圖

那么，limbic TRN中PV神經(jīng)元調(diào)節(jié)恐懼性逃避行為的神經(jīng)環(huán)路機制是什么呢？接下來，他們利用順、逆向病毒追蹤的方法，分別找到了這群神經(jīng)元的上游（前扣帶皮層，Cingulate cortex，Cg）和下游（丘腦中背核，intermediodorsal thalamus nucleus, IMD）。通過激活Cg到limbic TRN這條環(huán)路，能夠通過抑制下游IMD神經(jīng)元的活動，減少對杏仁核（Amygdala）的興奮性輸入，進而促進動物產(chǎn)生防御性逃避逃跑行為。

《自然-神經(jīng)科學》的評審專家對這一研究給予了高度評價：“這是一項非常好的研究，具有高度原創(chuàng)性和不被期望的發(fā)現(xiàn)（unexpected findings），該研究中利用光遺傳技術雙向證明了皮層-丘腦網(wǎng)狀核-丘腦這樣一條三級環(huán)路在調(diào)控動物的防御性逃跑行為中的關鍵作用，該環(huán)路是杏仁核介導的恐懼行為的重要上游”“這項研究不僅具有原創(chuàng)性，而且具有概念性的突破，為理解防御性逃跑行為作出了重要貢獻”“該研究開辟了恐懼研究的新領域，為我們進一步研究動物面臨恐懼性環(huán)境時是如何做決策提供了新的研究思路和方向”。

該研究得到了浙江大學段樹民院士、陳家東研究員、汪浩教授和武漢中科院物理數(shù)學所徐富強研究員的大力幫助，受到國家自然科學基金重點項目和“情感和記憶的神經(jīng)環(huán)路基礎”重大計劃集成項目等的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41593-019-0391-6 

左起：余小丹，沈晨杰，付佳毓，王浩，李曉明，李春悅，鄭迪 

（文 者也/攝影 盧紹慶）