包括人類在內的脊椎動物的大腦都有兩個腦半球，左右腦半球在結構上是對稱的。由于大量的神經連接主要為同側大腦半球神經元之間的連接，長期以來，對腦神經連接功能的研究主要考慮同側半球內的連接，而忽略了兩個腦半球之間神經連接的作用。記者獲悉，復旦大學劉星教授、馬蘭教授合作研究發現，小鼠腦內基底外側杏仁核（以下簡稱“BLA”）神經元，通過連接左右兩側腦半球的前連合投射到對側腦半球的伏隔核（以下簡稱“NAc”），這一跨腦半球神經環路與同側神經環路的功能相反，介導恐懼、厭惡類負性情緒及逃避行為的產生。近日，這一發現以《杏仁核至對側腦半球伏隔核神經環路編碼負性情緒效價》為題發表在《科學》雜志上。
劉星介紹，切斷前連合后，小鼠表現出厭惡和逃避行為的受損。通過腦透明化3D成像、神經元翻譯組測序、順行和逆行神經示蹤熒光標記等技術，研究團隊觀察到BLA腦區存在兩群不同的神經元，它們接受來自不同腦區的神經支配，并分別投射至同側或對側腦半球NAc。
BLA是掌控情緒反應（恐懼、厭惡、逃避等）、學習和記憶、社會交往等功能的關鍵腦區，而NAc則在獎賞、快樂、成癮、情緒調節等多個方面起著關鍵作用。借助在小鼠腦內植入光纖在體實時記錄神經元活動信號和光遺傳學實時特異性干預等方法，研究團隊發現，攝食甜水、與異性社交等獎賞性刺激，選擇性地激活BLA到同側半球NAc的神經投射，而攝入苦味水、面臨危險等厭惡性刺激，則選擇性地激活BLA到對側半球NAc的神經投射。
進一步研究表明，BLA到同側半球NAc的神經投射主要支配D1型神經元，增加在NAc的多巴胺釋放，促進正性獎賞情緒的形成；而BLA至對側半球NAc的神經投射主要支配D2型神經元，降低NAc的多巴胺水平，而導致負性厭惡情緒和相關記憶的形成。
這一研究成果區分了BLA向同側和對側大腦半球投射在情緒和相關記憶形成中的不同作用，發現了BLA到對側NAc神經投射在編碼負性情緒和引發逃避行為中的關鍵作用，揭示了跨腦半球神經連接的一個重要功能。
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