Nat子刊:田波/张培团队揭示VTA-ACC多巴胺环路调控观察性社交回避的机制

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研究人员将52只雄性野生型小鼠根据在旷场实验(VisuTrack,上海欣软)中待在中央区域的时间,分为高、中、低特质焦虑组。高焦虑小鼠在中央区域探索更少,但运动能力正常。这种焦虑样行为在24小时后消失,说明是由高架平台短暂诱发的并非稳定特质。若先做旷场实验再上高架平台,则无法分出焦虑差异,说明测试顺序会影响分类。

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综合多方信息来看,全文总结该研究以大鼠为模型,运用化学遗传学、钙成像、纤维光度法等技术,系统解析了应激损害恐惧消退的神经环路机制,证实蓝斑去甲肾上腺素系统是核心调控者,其通过激活基底外侧杏仁核,抑制腹内侧前额叶皮层的正常功能,破坏其神经活动和群体动态,进而引发恐惧消退障碍;而阻断杏仁核的 β 肾上腺素能受体,可恢复前额叶的调控功能,缓解该障碍,明确了基底外侧杏仁核在蓝斑与前额叶之间的关键中介作用。

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在这一背景下,本研究中,雄性小鼠根据其在旷场实验中对高架平台暴露所表现出的焦虑反应,被分为高特质焦虑(HTA)组和低特质焦虑(LTA)组。在基于观察学习的替代性社交挫败应激(VSDS)条件下,HTA小鼠对CD1攻击者表现出的社交回避行为少于LTA小鼠。光纤记录测定结果显示,在环境应激期间,HTA小鼠腹侧被盖区(VTA)多巴胺能(VTADA)神经元的活动更强;而在社交应激下,LTA小鼠的VTADA神经元活动则更为显著。病毒示踪技术揭示了VTADA神经元与前扣带皮层(ACC)之间的连接。光遗传学和化学遗传学操控实验证明,VTA-ACC多巴胺能环路对于HTA和LTA小鼠在VSDS诱导下产生的社交回避行为既是必要条件,也是充分条件。RNA测序结果提示,VTA中的神经炎症信号通路可能是导致HTA与LTA小鼠差异的关键因素。因此,本研究揭示了雄性小鼠中与特质焦虑相关的社交回避行为观察学习的神经环路机制,并为特质焦虑的形成提供了分子层面的解释。

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进一步分析发现,同时,他们用钙成像监测腹内侧前额叶皮层(vmPFC)——大脑里负责抑制恐惧的脑区。发现vmPFC神经元的放电频率显著降低。

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关于作者

赵敏,专栏作家,多年从业经验,致力于为读者提供专业、客观的行业解读。

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