情绪相关的皮层下通路--基于猕猴的研究

A subcortical pathway through the superior colliculus and pulvinar to.the amygdala is commonly assumed to mediate the non-conscious processing of affective visual stimuli.Defects in this system are suggested to underlie affective disorders,such as post-traumatic stress syndrome,depression.But it is still on controversial whether this pathway exists in non human primates.To give this question a clear answer,we propose to investigate this important issue from anatomical and functional perspectives by combining behavioral, optogenetics, anatomical,electrophysiologic and neuroimagining technics in this project.

大量实验表明脑内存在视觉情感信息，特别是恐惧相关的视觉信息的意识下加工。有大量证据表明这一功能可能由皮层下通路完成。目前认为该通路功能异常与情绪相关精神疾病关系密切。还有学者提出，该通路对情绪相关大脑皮层通路的发育起着引导作用。因此，该通路正常工作对成熟大脑的正常情感处理功能至关重要,但是，目前对该通路在非人灵长类上是否存在还有争议。在本项目中，我们从解剖，功能两个不同的角度出发，将最新的光基因，新型通路标记技术与经典的电生理，行为学技术有机地结合起来，对在非人灵长类脑内该通路是否存真的不存在这一关键问题进行综合研究。毫无疑问，对这一关键问题的答案不管是阳性或者是阴性都对了解情绪的脑机制的机理有重要的意义。

一直以来，杏仁核被认为是与控制负面情绪相关的重要脑区。有许多脑区都与杏仁核相连接，不同脑区与杏仁核之间的连接都是信息输入输出的重要通道。但是学术界一直在争论，是否存在一条由上丘到达丘脑枕，最后到达杏仁核的皮层下通路，与已有的一些脑功能研究相对应。本研究项目通过运用神经元标记技术，试图揭示出与杏仁核相关的皮层下神经通路。使用CTB神经元逆行标记和腺相关病毒顺行标记，我们首次发现了上丘到杏仁核的直接投射。该通路神经纤维通过侧外侧杏仁核到达外侧基底杏仁核。这条结构上更简单的通路完全不同于在啮齿动物上证实的“上丘——丘脑侧后核——杏仁核”皮层下通路。因此这可能是灵长类动物基于生存的压力而进化出来的一种快速而有效的情绪处理神经通路。此外，我们还完整地看到了“上丘——丘脑枕——杏仁核”的神经通路，从而从解剖学上证实这条通路的真实存在。从实验结果中我们看到，上丘上层神经元直接投射到丘脑枕的中下区域，最远可到外侧丘脑枕。而投射向杏仁核丘脑枕神经元则主要位于下、中丘脑枕区域。我们同时开展的猕猴恐惧条件化训练和光基因在猕猴动物上的应用，将会推进皮层下通路的功能研究。这些发现都有助于我们开展对杏仁核神经连接的系统性研究。并从功能上研究与情绪相关的快速检测通路。