基底前腦投射到外側(cè)韁核的興奮性環(huán)路調(diào)控社交恐懼行為詳解

2024年5月13日浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院徐晗教授在Nature Communications雜志上發(fā)表文章揭示了基底前腦投射到外側(cè)韁核的興奮性環(huán)路調(diào)控社交恐懼行為。

01、社交恐懼行為與BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元活性升高有關(guān)

小鼠在通過社交條件性恐懼訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)(SFC)后表現(xiàn)出社交恐懼和社交逃避行為，但不表現(xiàn)出焦慮行為。通過在體多通道電生理實(shí)驗(yàn)記錄到經(jīng)歷訓(xùn)練后的小鼠在社交過程中BF腦區(qū)神經(jīng)元放電頻率增加的比例高于未經(jīng)歷恐懼訓(xùn)練的小鼠，表明在社交恐懼表達(dá)與BF腦區(qū)神經(jīng)元活性升高相關(guān)。

光纖鈣成像記錄到經(jīng)歷恐懼訓(xùn)練的小鼠BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元在社交過程中鈣離子活性顯著增加，但該腦區(qū)抑制性神經(jīng)元和膽堿能神經(jīng)元活性并沒有明顯變化。慢性抑制BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元后社交恐懼小鼠的社交能力得到改善，但并不影響其運(yùn)動能力和焦慮行為。在體電生理實(shí)驗(yàn)也進(jìn)一步證實(shí)恐懼訓(xùn)練后小鼠BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元放電頻率增強(qiáng)。

慢性抑制BF腦區(qū)抑制性神經(jīng)元后并不影響社交恐懼小鼠的社交行為，但顯著減弱運(yùn)動，并誘發(fā)焦慮行為，在抑制膽堿能神經(jīng)元后不影響社交行為和焦慮行為，但抑制運(yùn)動能力。研究人員進(jìn)一步通過閾下慢性挫敗應(yīng)激模型誘發(fā)社交恐懼行為，小鼠在遇到攻擊過它的CD1小鼠后出現(xiàn)逃跑行為，抑制BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元后可減少這種社交恐懼行為。

圖1：社交恐懼行為與BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元活性升高有關(guān)

02、恐懼訓(xùn)練選擇性激活BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路

與之前研究結(jié)果類似，BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元可投射到外側(cè)僵核(LHb)和腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)，并形成興奮性突觸連接。光纖鈣成像記錄到經(jīng)歷恐懼訓(xùn)練的小鼠進(jìn)行社交時，投射到LHb的BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性增強(qiáng)，但投射到VTA的BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性并未發(fā)生變化。進(jìn)一步光纖鈣成像記錄到進(jìn)行社交恐懼訓(xùn)練之前，小鼠進(jìn)行社交時投射到LHb的BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性略微增加，但在訓(xùn)練之后鈣離子活性顯著增加。然而，恐懼訓(xùn)練并不影響社交過程中投射到VTA的BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性。

圖2、恐懼訓(xùn)練選擇性激活BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路

03、抑制BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路改善社交恐懼行為

光抑制BF-VTA興奮性神經(jīng)環(huán)路后并不能改善經(jīng)歷恐懼訓(xùn)練的小鼠的社交恐懼行為。光抑制BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路后可增加經(jīng)歷恐懼訓(xùn)練的小鼠與社交箱中小鼠的社交時間，改善社交恐懼行為，但不影響恐懼訓(xùn)練的小鼠運(yùn)動行為和焦慮行為。光抑制未經(jīng)恐懼訓(xùn)練的小鼠BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路后并不影響社交行為，表明抑制BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路并不是通過改變社交能力緩解恐懼訓(xùn)練的小鼠社交恐懼行為。電生理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)恐懼訓(xùn)練小鼠的BF腦區(qū)興奮性神經(jīng)元的內(nèi)在興奮性并未發(fā)生變化，但與LHb腦區(qū)形成的突觸功能連接增強(qiáng)。

圖3： 抑制BF-LHb興奮性神經(jīng)環(huán)路改善社交恐懼行為

04、總結(jié)

本文揭示了基底前腦可作為調(diào)控社交恐懼行為的重要核團(tuán)：在社交恐懼表達(dá)時基底前腦興奮性神經(jīng)元活性增強(qiáng)，抑制其活性后可改善社交恐懼�？謶钟�(xùn)練后可增基底前腦興奮性神經(jīng)元與外側(cè)韁核形成的突觸功能連接，抑制該連接后也可改善社交恐懼。

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