撰稿 | AiBrain 内容团队 严贵忠

排版 | AiBrain 编辑团队

近期，美国华盛顿大学的Richard D. Palmiter教授团队对小鼠CeA内主要的痛觉相关神经元群体在面临威胁时的功能区别进行了研究，结果以“Topographic representation of current and future threats in the mouse nociceptive amygdala”为题，发表在了Nature Communications杂志上。

这群神经元主要表达CGRP受体（Calcrl），接受的内部和外部刺激具有空间映射特征。也就是说，尽管吻侧和尾端CeA Calcrl+神经元都对有害刺激有反应，但吻侧神经元主要负责对外部威胁的运动反应，而尾端CeA Calcrl+神经元则被内部威胁激活，并促进了被动应对行为的编码。在联想恐惧学习过程中，吻侧CeA Calcrl+神经元稳定地编码有害刺激的发生，而尾侧CeA Calcrl+神经元可以获得预测反应。

首先对CeA Calcrl+神经元的上游区域进行逆行荧光标记，大多向CeA Calcrl+神经元的脑区沿前后轴的中心结构分布，以尾侧CeA Calcrl+神经元为目标的脑区更偏向尾侧，而吻侧CeA Calcrl+神经元更多的接受基底外侧杏仁核的投射。

图1 CeA Calcrl+神经元接收空间分离的感觉输入。

对尾侧和吻侧CeA的转录组学分析发现，吻侧CeA和尾侧CeA Calcrl+神经元具有可区分的遗传特性:吻侧CeA Calcrl神经元倾向于共同表达Drd2和Chrm5，而尾侧CeA中的神经元倾向于共同表达Prkcd、Tacr1以及Chrm5。

并且这两个区域的神经元之间存在内在的抑制连接，即超过一半（13/20）的吻侧CeA Calcrl+神经元接受了尾侧CeA Calcrl+的抑制性突触输入，而尾侧神经元很少接受吻侧Calcrl+神经元的抑制输入。表明，吻侧和尾侧CeA Calcrl+神经元不仅接受不同的感觉输入，它们之间存在定向抑制连接，即尾侧神经元优先抑制吻侧CeA Calcrl+神经元。

这种感觉输入的空间分离是否会驱动不同的行为输出呢？顺行荧光标记显示，吻侧CeA更多的向背内侧和腹外侧基底前脑（SI），下丘脑外侧区（LH）和下丘脑旁核（PSTN）投射，而尾侧CeA神经元更多的向CeA内侧和终纹床核（BST）投射。

图2 吻侧和尾侧CeA Calcrl+神经元有不同的投射模式

由于吻侧CeA Calcrl+神经元优先接受外部刺激输入，并投射到涉及唤醒和动机的大脑区域。推测吻侧CeA Calcrl +神经元参与对外部威胁（例如，躯体疼痛）的逃避反应。在应对伤害性热刺激时，沉默吻侧而非尾侧CeA Calcrl +神经元能够减弱小鼠的跳跃反应。而激活吻侧CeA Calcrl +神经元会出现更多的与刺激相关的跳跃行为。尽管，吻侧和尾侧神经元群都对有害的躯体刺激做出反应，并影响疼痛敏感性，但只有吻侧CeA Calcrl+神经元对外部威胁做出逃避反应。

注射脂多糖诱导炎症反应的过程中，尾侧CeA Calcrl+神经元更多的被激活；光遗传激活禁食小鼠的CeA Calcrl+神经元能够引起明显的厌食症和食欲减退，沉默尾侧而非吻侧CeA Calcrl+神经元可以缓解脂多糖引起的厌食症，表明内部和外部的伤害性刺激在CeA内有不同的功能表征，这与解剖的空间分离相一致。

图3 内部和外部威胁行为反应的功能分离。

尾侧CeA Calcrl+神经元被外部刺激激活后，尽管没有参与刺激相关的即时行为，但可能参与了一些并行功能，比如联想学习。使用实时位置回避（RTPA）范式研究表明，尾侧CeA Calcrl+更能通过学习来决定未来的选择，而吻侧神经元则侧重于采取及时行动，引发强烈的反应来终止厌恶感。这在听觉恐惧条件反射中进一步得到验证。

听觉恐惧条件反射中需要CeA的参与。中性预测刺激（CS，听觉音调）的感觉表征在预测有害躯体刺激（US，足部休克）的发生时发生变化。在CeA中，不同的神经元亚群分别编码US和 CS（即，fearOFF神经元被US激活，fearON神经元被CS激活），并在内部竞争行为选择（即，奔跑/逃跑或冻结）。研究表明，吻侧CeA Calcrl+神经元活动随US刺激变化并促进行为反应，但对于下游联想加工并不必要，而尾侧cCeA Calcrl+神经元编码行为状态和CS表征相一致。

这项研究解释了小鼠面对当前和未来可能威胁时，做出的不同适应性行为反应，这些反应基于CeA Calcrl+神经元在恐惧学习和记忆过程中所起的互补作用。

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