双向调控焦虑的亚核团神经环路详解

2024年4月24日南昌大学潘秉兴研究团队在Nature Communications杂志上发表文章更加细分了杏仁核-终纹床核调控焦虑行为的亚核团神经环路。

01、aBLA和pBLA输入反向调节adBNST的神经元活性

顺行示踪实验发现aBLA几乎仅投射到adBNST亚区，pBLA主要投射到ovBNST，少部分投射到adBNST。电生理实验发现光激活aBLA→adBNST或pBLA→ovBNST均能发挥激活神经元的作用，但激活pBLA →adBNST抑制神经元活性。通过化学遗传学慢性激活aBLA→adBNST环路后光纤钙成像记录到adBNST脑区神经元钙离子活性增强，激活pBLA →adBNST环路后光纤钙成像记录到adBNST脑区神经元钙离子活性减弱。

进一步电生理实验发现光激活aBLA→adBNST环路后adBNST神经元中兴奋性突触后电流的幅度显著高于抑制性突触后电流的幅度，引起兴奋性/抑制性平衡倾向兴奋性，而激活pBLA→adBNST环路后adBNST神经元中兴奋性突触后电流的幅度小于抑制性突触后电流的幅度，引起兴奋性/抑制性平衡倾向抑制性。与激活pBLA→adBNST环路相比，光激活pBLA→ovBNST环路引起的抑制性突触后电流强度更强，结合上述结果表明存在从ovBNST到adBNST的前馈抑制作用。

 

 

 

图1：aBLA和pBLA输入反向调节adBNST的神经元活性

 

02、aBLA和pBLA投射到adBNST环路反向调控焦虑

 

光激活aBLA→adBNST环路后可促进小鼠在旷场行为的中心区域停留时间，增加在十字高架迷宫开放臂的停留时间，存在抗焦虑作用。反之，激活pBLA→adBNST环路减少中心区域停留时间和开放臂的停留时间，存在促焦虑作用。

上述示踪实验发现pBLA投射到ovBNST和adBNST，进一步细分区域表明外侧部分pBLA（lpBLA)投射到ovBNST(简称为lpBLA→ovBNST），内侧部分pBLA（mpBLA)投射到adBNST（简称为mpBLA→adBNST）。光激活mpBLA→adBNST环路具有抗焦虑作用，激活lpBLA→ovBNST具有促焦虑作用。

 

 

 

图2、光激活aBLA→adBNST环路抗焦虑

 

03、aBLA和pBLA投射到BNST环路存在交互性抑制作用

上述示踪结果表明aBLA几乎只投射到adBNST ，而 lpBLA几乎只投射到ovBNST，这两条平行神经环路在调控焦虑行为中发挥完全相反的作用。光激活aBLA→adBNST环路后增强adBNST神经元活性，减少焦虑行为，而lpBLA→ovBNST环路后减弱adBNST神经元活性，促进焦虑行为。

以往已有研究表明aBLA和pBLA兴奋性神经群通过局部抑制性网络存在交互性抑制的作用。研究人员通过电生理实验发现aBLA→adBNST环路和lpBLA→ovBNST环路之间通过局部中间能神经元也存在交互性抑制作用，且aBLA→adBNST环路的抑制性作用更强。病毒示踪实验发现aBLA→adBNST环路和lpBLA→ovBNST环路可接受相同的输入和不同的输入，其中差异性输入脑区主要为听觉皮层、岛叶皮层、内嗅皮层和海马CA1。

 

图3： 敲除P2Y₆受体减少癫痫模型神经元丢失

 

04、总结

本文揭示了BLA两个亚区aBLA和pBLA与邻近核团BNST两个不同的亚区adBNST和ovBNST存在两个结构和功能交互、双向平行调控焦虑行为的神经环路：aBLA→adBNST环路和lpBLA→ovBNST环路

 

 

 

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