焦虑是一种常见的负面情绪，也是当今社会的流行语之一。当我们患上焦虑症时，我们的大脑会发生什么变化?浙江大学医学院李晓明教授课题组对此进行了深入研究。他们发现，不同的焦虑相关行为是由不同的神经回路和分子机制介导的。
他们的研究结果发表在11 月 29 日的《自然神经科学》杂志上，题为“通往杏仁核的不同血清素能通路是焦虑的可分离行为特征基础”的封面文章中。
位于内侧颞叶的杏仁核是主要与情绪过程相关的大脑区域。杏仁核这个名字源自希腊语 amygdale，意思是“杏仁”，因为它的结构呈杏仁状。先前的研究表明，杏仁核在控制小鼠的恐惧、奖励和抑郁方面起着至关重要的作用。
作为“情绪大脑”的一部分，杏仁核在进化上是保守的。因此，对小鼠大脑的研究将有助于我们更好地了解人脑。为此，李晓明团队长期致力于研究杏仁核的神经回路和恐惧、焦虑、抑郁等情绪的神经机制。
“焦虑是对模糊和潜在威胁的一种情绪反应，表现为一系列的生理反应和回避，”该研究的第一作者于小丹说。长期处于焦虑状态会恶化为焦虑症，表现为极度焦虑状态和伴随的社交缺陷。暴露于焦虑刺激的小鼠在行为装置的“安全”区域花费更多时间，并且与不熟悉的同种动物互动的时间更少。然而，大脑如何整合致焦虑信息并调节焦虑相关行为仍不清楚。
在小鼠中，中脑背中缝核 (DRN) 包含大部分前脑投射 5-HT 神经元，这些神经元调节情绪和动机过程。DRN 5-HT神经元支配基底外侧杏仁核，尤其是基底核，也称为基底杏仁核 (BA)。以往的研究表明，BA在一定程度上调节了恐惧的发展，但它是否会诱发焦虑以及焦虑的不同行为特征?
为了回答这些问题，研究团队使用他们自行开发的基于基因编码的 GPCR 传感器 5-HT (GRAB 5-HT2h ) 来记录在社会或焦虑条件下 BA 中细胞外 5-HT 水平的动态。BA 中的 5-HT 在社会条件下增加，但在焦虑状态下减少。然而，在这两种情况下，DRN 5-HT神经元都被激活。
鉴于 DRN 5-HT神经元的激活会促使 5-HT 的释放，并且 BA 中的 5-HT 水平在焦虑和社会条件下表现出相反的动态，这种看似矛盾的现象激发了研究人员研究其神经机制. 他们推测 DRN 5-HT神经元与 BA 之间存在异质性，从而导致焦虑状态下 BA 中 5-HT 的减少。
在他们的研究中，研究人员发现了 5-HT 神经元的两个亚群：DRN vGluT3∩5-HT -BA PV和DRN vGluT3∩5 -HT-BA Pyr神经元，它们在电生理内在特性、基因表达和对焦虑和社会刺激。具体来说，DRN vGluT3∩5 -HT-BA Pyr神经元和 DRN vGluT3∩5 -HT-BA PV神经元分别被社交和焦虑刺激激活。
DRN vGluT3∩5 -HT→BA PV通路的激活通过谷氨酸激活 BAPV 神经元。来自 BAPV 神经元的强大 GABA 流出抑制了 5-HT 通过 GABA B受体在 BA 中的释放。BA 中 5-HT 的减少导致了明亮空间回避和社交回避，明亮空间回避由 HTR1A 介导，社交回避由 HTR1B 介导。这些结果揭示了 DRN vGluT3∩5 -HT 依赖性 BA 神经元在调节焦虑的不同行为特征中的精确控制。
这是科学家们首次从行为表型的角度发现了不同焦虑相关行为的精细神经回路机制和特定的神经分子基础。本研究为从症状学角度探讨焦虑症的发生和发病机制提供了新的思路和理论基础。
此外，本研究从一个新的角度揭示了5-HT神经元和杏仁核谷氨酸能神经元的异质性——异质投射和细胞类型特异性连接，进一步解释了5-HT的功能多样性，扩展了目前对该结构的理解5-HT 和杏仁核的功能。
标签：