2024年12月10日浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)院、雙腦中心胡海嵐教授團(tuán)隊(duì)在Neuron雜志上發(fā)表文章揭示了進(jìn)一步闡明了dmPFC中存在空間上分布的“勝利環(huán)路”和“失敗環(huán)路”。
 

1、dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的腦區(qū)
病毒示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)dmPFC投射到尾殼核(CPu)、伏隔核（NAc）、外側(cè)韁核（LHb）、基底外側(cè)杏仁核（BLA）、中縫背核（DRN）、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)（PAG）、丘腦室旁核（PVT）、丘腦背內(nèi)側(cè)核(DMT)等腦區(qū)。通過社會等級實(shí)驗(yàn)（鉆管實(shí)驗(yàn)）篩選出勝利者小鼠和失敗者小鼠，免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)勝利者小鼠dmPFC、MDT、DRN、PAG腦區(qū)激活神經(jīng)元數(shù)量顯著增多，而失敗者小鼠僅頭側(cè)BLA（aBLA）腦區(qū)激活神經(jīng)元數(shù)量增多。
 

圖1、 dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的腦區(qū)

2、dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路
為進(jìn)一步研究dmPFC下游環(huán)路在社會等級中的作用，他們利用光遺傳學(xué)抑制這些環(huán)路，發(fā)現(xiàn)抑制dmPFC-MDT、dmPFC-NAc、dmPFC-CPu環(huán)路并不影響社會等級，但抑制dmPFC-DRN、dmPFC-PAG環(huán)路引起更多的撤退行為，降低社會等級。相反，抑制dmPFC-aBLA環(huán)路增加社會等級。

光激活mPFC-DRN、dmPFC-PAG環(huán)路增加小鼠的推搡行為，提高社會等級，激活dmPFC-aBLA環(huán)路降低社會等級。此外，單獨(dú)光抑制aBLA腦區(qū)神經(jīng)元也會增加小鼠的推搡行為，提高社會等級，抑制該腦區(qū)神經(jīng)元降低社會等級，這些實(shí)驗(yàn)表明mPFC-DRN、dmPFC-PAG環(huán)路與勝利者效應(yīng)相關(guān)，dmPFC-aBLA環(huán)路與失敗效應(yīng)相關(guān)。

光纖鈣成像系統(tǒng)記錄到mPFC-DRN環(huán)路神經(jīng)元在鉆管實(shí)驗(yàn)中推搡行為開始后鈣離子活性顯著增加，但dmPFC-PAG環(huán)路神經(jīng)元并沒有出現(xiàn)類似顯著的增加，dmPFC-aBLA環(huán)路神經(jīng)元鈣離子活性顯著降低。
 

圖2、 dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路

 
3、失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路抑制勝利者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路
逆行示蹤病毒DRN和PAG神經(jīng)元主要投射到dmPFC腦區(qū)第5層，aBLA神經(jīng)元主要逆行投射到dmPFC腦區(qū)第2/3層。免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)勝利者小鼠dmPFC第5層神經(jīng)元激活數(shù)量增多，失敗者小鼠dmPFC第2/3層神經(jīng)元激活數(shù)量增多。光激活dmPFC第5層神經(jīng)元提高社會等級，激活dmPFC第2/3層神經(jīng)元降低社會等級。

在體電生理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在光激活投射到DRN的 dmPFC第5層神經(jīng)元后并不影響第2/3層錐體神經(jīng)元活性，光激活投射到aBLA的 dmPFC第2/3層神經(jīng)元后后可顯著降低第5層神經(jīng)元活性。光抑制投射到aBLA的 dmPFC第2/3層神經(jīng)元后后可顯著增加第5層神經(jīng)元活性，表明失敗相關(guān)的dmPFC-aBLA環(huán)路神經(jīng)元可抑制dmPFC第5層神經(jīng)元活性。

利用病毒工具差異性標(biāo)記dmPFC投射到aBLA、DRN腦區(qū)的神經(jīng)元，光激活aBLA投射神經(jīng)元后誘發(fā)DRN投射神經(jīng)元的抑制性突觸后電流，可被河鲀毒素或GABAA受體拮抗劑阻斷，表明存在前饋抑制的作用。dmPFC腦區(qū)主要存在小清蛋白(PV)陽性細(xì)胞和生長抑素(SST)陽性細(xì)胞兩大類中間能神經(jīng)元。通過基因工具小鼠實(shí)現(xiàn)特定抑制PV或SST能神經(jīng)元后均能減弱光激活aBLA投射神經(jīng)元后對DRN投射神經(jīng)元的抑制性作用。
 

圖3、失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路抑制勝利者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路

總結(jié)
本文發(fā)現(xiàn)投射到aBLA的背內(nèi)側(cè)前額葉皮層第2/3層神經(jīng)元調(diào)控失敗者效應(yīng)，投射到DRN、PAG的第5層神經(jīng)元調(diào)控勝利者效應(yīng)。
 

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