北京時間4月29日23時，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院李曉明教授課題組在《自然-神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）在線發(fā)表了題為《一條新的介導(dǎo)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(dǎo)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(guān)的精神疾病如創(chuàng)傷后應(yīng)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(lǐng)域的研究開辟了新的研究方向。

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)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。

左起：余小丹，沈晨杰，付佳毓，王浩，李曉明，李春悅，鄭迪

恐懼是一種當(dāng)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(yīng)。對于生物體而言，面對危險性刺激產(chǎn)生迅速有效的應(yīng)對是保障物種生存和延續(xù)的關(guān)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(yīng)性的行動策略。例如：當(dāng)我們認(rèn)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(dāng)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(jié)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(fù)合體結(jié)構(gòu)，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(rèn)為是起著“門控”作用，負(fù)責(zé)過濾篩選皮層和丘腦之間的信息交換，被認(rèn)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(guān)性尚不明確。

為了解決這一科學(xué)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(guān)。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(jié)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)元在防御性逃避中的起著重要作用。

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(xué)》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(shù)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(guān)鍵作用，該環(huán)路是杏仁核介導(dǎo)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(lǐng)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(xué)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(xué)所徐富強研究員的大力幫助，受到國家自然科學(xué)基金重點項目和“情感和記憶的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)”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

這已經(jīng)是李曉明教授帶領(lǐng)的團隊今年三度梅開，在情感的神經(jīng)環(huán)路研究領(lǐng)域取得重大突破，并發(fā)表在國際頂級期刊上。今年一月，李曉明教授團隊關(guān)于發(fā)現(xiàn)厭惡環(huán)路參與抑郁癥和喜好環(huán)路參與成癮的研究成果分別在《Nature Medicine》和《Neuron》發(fā)表，引起學(xué)界和社會廣泛關(guān)注。

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院李曉明教授是教育部長江學(xué)者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，其實驗室長期研究情感和情感障礙的神經(jīng)環(huán)路機制，在突觸和神經(jīng)環(huán)路的結(jié)構(gòu)和功能調(diào)控領(lǐng)域，尤其在精神分裂癥、抑郁癥等疾病的發(fā)病機制方面取得重要研究成果，代表性論文以通訊作者發(fā)表在國際著名期刊如《Nature Medicine》、《Nature Neuroscience》、《Neuron》等上，并被國際同行發(fā)表專文正面評述。作為主要完成人獲得國家自然科學(xué)獎二等獎、省科技進步獎一等獎等獎項。