北京時間4月29日23時，浙江大學醫學院李曉明教授課題組在《自然-神經科學》（Nature Neuroscience）在線發表了題為《一條新的介導恐懼逃跑行為的皮層丘腦神經環路》（“A novel cortico-intrathalamic circuit for flight behavior”）的研究論文。

該研究新發現了一條由丘腦網狀核介導的從皮層至丘腦的神經環路，參與調控動物恐懼性逃避行為。該研究在恐懼性逃避行為和相關的精神疾病如創傷后應激障礙（PTSD）發病的環路機制方面有著概念性的突破，為這一領域的研究開辟了新的研究方向。

浙江大學醫學院博士生董平、王浩為論文的共同第一作者，李曉明教授為通訊作者。

左起：余小丹，沈晨杰，付佳毓，王浩，李曉明，李春悅，鄭迪

恐懼是一種當機體面臨可能會對生存產生威脅性刺激時產生的情緒反應。對于生物體而言，面對危險性刺激產生迅速有效的應對是保障物種生存和延續的關鍵。在長期的進化過程中，面對不同的環境時，生物體往往會進化出適應性的行動策略。例如：當我們認為該危險刺激源是可以控制或者躲避的時候，我們一般會傾向采取主動防御策略，即逃跑行為（flight）。當該危險刺激源是無法控制或者躲避的時候，則更傾向采用被動防御策略，如凍結行為（freezing）。

丘腦網狀核（Thalamic reticular nucleus, TRN）是一個位于丘腦外背側貝殼形態的核團，因為有很多皮層與丘腦之間相互投射的軸突束穿過該核團，這些軸突束與該核團共同形成了網狀復合體結構，丘腦網狀核的“網狀”也是由此而來。丘腦網狀核在腦中被認為是起著“門控”作用，負責過濾篩選皮層和丘腦之間的信息交換，被認為在選擇性注意，睡眠中起著重要作用。但是，丘腦網狀核亞區及其神經環路與恐懼性逃避的相關性尚不明確。

為了解決這一科學問題，李曉明教授團隊的研究人員首先發現丘腦網狀核中邊緣亞區（limbic TRN）中小清蛋白（Parvalbumin，PV）陽性GABA能神經元的興奮性與條件性逃避行為相關。然后，他們利用光遺傳抑制limbic TRN中PV神經元的活動時，小鼠的逃避行為消失了,一動不動，出現凍結行為。而激活這群神經元時，小鼠則會產生防御性逃避、跳躍等行為。這表明limbic TRN中的PV神經元在防御性逃避中的起著重要作用。

第3天逃跑行為中，Limbic TRN PV陽性神經元鈣信號記錄熱圖

那么，limbic TRN中PV神經元調節恐懼性逃避行為的神經環路機制是什么呢？接下來，他們利用順、逆向病毒追蹤的方法，分別找到了這群神經元的上游（前扣帶皮層，Cingulate cortex，Cg）和下游（丘腦中背核，intermediodorsal thalamus nucleus, IMD）。通過激活Cg到limbic TRN這條環路，能夠通過抑制下游IMD神經元的活動，減少對杏仁核（Amygdala）的興奮性輸入，進而促進動物產生防御性逃避逃跑行為。

《自然-神經科學》的評審專家對這一研究給予了高度評價，“這是一項非常好的研究，具有高度原創性和不被期望的發現（unexpected findings），該研究中利用光遺傳技術雙向證明了皮層-丘腦網狀核-丘腦這樣一條三級環路在調控動物的防御性逃跑行為中的關鍵作用，該環路是杏仁核介導的恐懼行為的重要上游”；“這項研究不僅具有原創性，而且具有概念性的突破，為理解防御性逃跑行為作出了重要貢獻”；“該研究開辟了恐懼研究的新領域，為我們進一步研究動物面臨恐懼性環境時是如何做決策提供了新的研究思路和方向”。

該研究得到了浙江大學段樹民院士、陳家東研究員、汪浩教授和武漢中科院物理數學所徐富強研究員的大力幫助，受到國家自然科學基金重點項目和“情感和記憶的神經環路基礎”重大計劃集成項目等的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41593-019-0391-6

這已經是李曉明教授帶領的團隊今年三度梅開，在情感的神經環路研究領域取得重大突破，并發表在國際頂級期刊上。今年一月，李曉明教授團隊關于發現厭惡環路參與抑郁癥和喜好環路參與成癮的研究成果分別在《Nature Medicine》和《Neuron》發表，引起學界和社會廣泛關注。

浙江大學醫學院李曉明教授是教育部長江學者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，其實驗室長期研究情感和情感障礙的神經環路機制，在突觸和神經環路的結構和功能調控領域，尤其在精神分裂癥、抑郁癥等疾病的發病機制方面取得重要研究成果，代表性論文以通訊作者發表在國際著名期刊如《Nature Medicine》、《Nature Neuroscience》、《Neuron》等上，并被國際同行發表專文正面評述。作為主要完成人獲得國家自然科學獎二等獎、省科技進步獎一等獎等獎項。