负面情绪状态如焦虑、恐惧和厌恶等情绪反应,是人类处理危险信息和生存适应的重要表现,而其中基底外侧杏仁核(BLA)的神经回路持续吸引着神经科学家的关注。最近的研究通过揭示基底外侧杏仁核中不同遗传类型神经元的平行投射,以及它们对腹侧纹状体不同亚区的作用,为负面情绪的产生与调控描绘了更加细致的神经网络图谱。本文将深入探讨基底外侧杏仁核中Drd1+和Drd2+两个主要神经元群体如何分别形成通路,调节学习和非学习性负面情绪状态,探寻其背后的神经机制及其潜在的临床意义。基底外侧杏仁核位于大脑深部,长期以来被认为是情绪加工的核心区域,尤其在对威胁刺激的识别与反应中承担重要功能。BLA内部神经元种类繁多,且其输出目标涵盖多个大脑区域,其中腹侧纹状体作为关键接受区,直接影响情绪驱动的行为反应。近年来分子遗传学和神经回路工具的进步,使得科学家们能够根据基因表达特征对BLA神经元进行分类,Drd1(D1多巴胺受体阳性)和Drd2(D2多巴胺受体阳性)神经元即为两个代表性类别。
这两类神经元不仅分布有差异,更在情绪行为调控中展现出不同甚至相反的作用特性。令人兴奋的是,最新的研究证实,Drd1+和Drd2+神经元分别构建了投射至腹侧纹状体两个主要亚区——核壳(NAc)和管状区(TuS)的平行通路。经由病毒标记和解剖追踪技术的结合,发现绝大多数这些投射起源于BLA的基底核(BA),它们通过复杂的轴突网络深入腹侧纹状体的各个亚区,形成有效的兴奋性突触联系。电生理记录进一步证实,这些神经元投射具备激活目标区域多巴胺受体阳性棘突神经元的能力,激发单突触或多突触电流,为调节腹侧纹状体的动力学活动提供了直接证据。功能层面上,通过光遗传学和化学遗传学方法,研究者对这两条平行通路的激活与抑制进行了精准操控,并结合行为评估揭示其在负面情绪表达中的独特角色。激活Drd1+ BLA→NAc通路可引发动物的回避行为,显示其促进负面情绪的作用,而激活Drd2+ BLA→TuS通路同样产生回避效应,但Drd2+ BLA→NAc或Drd1+ BLA→TuS通路则未显示明显影响。
类似地,抑制这两条具有明显作用的通路会减弱动物在气味-电击条件恐惧学习中的负面情绪指标,尤其是在呼吸节律和身体不动等典型恐惧反应上体现显著差异,说明这两大通路对于塑造和表达经历性恐惧记忆不可或缺。该研究还发现,BLA内Drd1+和Drd2+神经元与其各自靶区域之间神经连接存在特异性,Drd1+神经元更倾向于激活Drd1+靶神经元,而Drd2+神经元则偏向非选择性激活。这种分子身份与投射目标的匹配,为理解负面情绪的神经编码机制提供了细胞水平的基础。深入探讨Drd1和Drd2受体在BLA神经元上的表达及其对神经元兴奋性的调节,有助于揭示多巴胺信号在突触传递及神经塑性上的作用。众所周知,多巴胺是调节情绪学习和奖惩行为的重要神经递质,而D1和D2受体对多巴胺的亲和力和信号通路存在本质差异,其激活状态受到脑内多巴胺浓度水平动态调节,进而影响BLA神经元的响应模式。该机制为解释Drd1+与Drd2+通路在情绪行为表现上的分化效果提供了合理的神经生化基础。
该平行回路模型不仅深化了我们对杏仁核→腹侧纹状体轴中细胞类型与投射靶点多样性的理解,还拓展了单一神经元网络如何以高度区域特异性的形式整合和分发情绪信息的视角。未来研究可聚焦解剖精细区域间的通路差异,如NAc核心区与壳区,TuS的内外侧部分,以及对不同行为状态及病理情境下这些通路功能的进一步厘清。临床上,焦虑症、抑郁症及创伤后应激障碍等精神疾病常表现为负面情绪及恐惧情绪的异常加工,基底外侧杏仁核及腹侧纹状体的异常功能已经被证实。基于Drd1+和Drd2+平行通路的发现,不仅为对症治疗开辟了新途径,也强调了按细胞和投射特异性的精准调控策略在开发靶向干预技术中的潜力。例如,通过特定剂量靶向多巴胺受体亚型或利用基因编辑和神经调控工具,未来或可针对这些通路调节异常情绪状态,提升治疗效果和减少副作用。此外,研究也启示我们应关注情绪与感觉处理网络的交互,TuS作为与感觉输入紧密关联的区域,其情绪相关信号调制可能影响感知和认知功能,进而塑造复杂的情绪体验。
总之,基底外侧杏仁核中Drd1+和Drd2+神经元构建的平行投射腹侧纹状体的神经回路,是负面情绪产生与表达的关键神经基础之一。它们以遗传学和空间投射特异性赋予情绪调控以丰富的层次和多样性,协同塑造了动物面对威胁环境时的行为反应。期望未来持续探索这一系统,将推动我们更好地理解大脑情绪调控机理,并促进针对情绪障碍的创新治疗策略的发展。