《Journal of Veterinary Behavior》:The subthalamic nucleus: from comparative neuroscience to the presumptive role in canine cognition, behavior, and behavioral disorders
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基底神经节中的下丘脑核(STN)在运动、关联及边缘环路的认知和行为调控中起重要作用,其机制涉及注意力、抑制控制及奖赏处理,并可能与犬类相关行为障碍相关。
Tila Medenica|Bokulic Ema Bokuli?|Goran Sedmak
萨格勒布大学医学院,克罗地亚脑研究所,?alata 12,10000 萨格勒布,克罗地亚
摘要
丘脑下核(subthalamic nucleus)是基底神经节(basal ganglia)回路中的一个小型核团,参与其运动、联想和边缘系统(limbic)功能。直到最近,该核团一直被认为主要与基底神经节的运动回路相关,但来自人类和动物的研究数据揭示了它在联想和边缘系统功能中的重要作用。本文旨在汇总关于不同物种中丘脑下核认知和行为作用的现有信息,并利用这些信息推测其在犬类认知和行为中的可能作用。多项研究表明,丘脑下核在集中注意力、抑制控制、奖励处理、奖励驱动的学习以及冲突决策等方面具有重要功能。我们认为丘脑下核可能参与许多与人类及人犬互动相关的犬类行为,因为这些行为依赖于上述认知过程。此外,还有一些证据表明丘脑下核与冲动性、攻击性及强迫症等行为障碍的病理生理机制有关。由于这些行为障碍在人类和犬类中都存在,犬类成为研究这些疾病的理想自然模型。进一步探讨丘脑下核在这些行为障碍中的作用,对人类和犬类都有益处,有助于推进医学和动物福利的发展。
引言
丘脑下核(STN)是大脑中的一个小型、卵圆形的兴奋性结构,属于基底神经节这一皮下结构群。对于读者来说,可能会有两个疑问:首先,丘脑下核为何重要(以及对谁重要);其次,它的具体功能是什么?直到20世纪80年代,丘脑下核还鲜为人知,但随着研究的增加,它逐渐成为神经科学、神经学和神经外科领域的研究焦点。鉴于其重要性,本文旨在让更多人了解丘脑下核对犬类科学家和兽医行为学家的学术价值。为了解释丘脑下核的重要性,我们需要先回答第二个问题:它的功能是什么?以犬类为例,丘脑下核能够促使犬类保持静止。本文将首先介绍丘脑下核的神经生物学特性,然后通过犬类行为来阐释其多种功能。由于关于犬类丘脑下核的直接研究数据非常有限(我们认为应该有更多相关数据),我们将采用比较方法,结合来自犬类和其他物种的研究结果,推测丘脑下核在犬类认知和行为中的可能作用,特别是某些行为障碍方面。
丘脑下核是什么?
传统上,丘脑下核被认为主要具有运动功能,直到20世纪80年代才受到关注,因为它成为帕金森病深部脑刺激(DBS)治疗的潜在靶点(Benabid等,1994;Kumar等,1998)。帕金森病的特点是黑质-纹状体多巴胺能神经元的退化,临床表现包括不自主运动、震颤、肌张力障碍、运动迟缓和动作迟缓(Lees等,2009)。
结论
丘脑下核整合来自联想和边缘系统回路的输入信息,并决定相应的行为反应。由于它可以激活抑制性的GPi/SNr输出复合体,因此它在基底神经节回路中起到调节作用,能够抑制行为。丘脑下核功能障碍可能导致行为失控和冲动行为的出现。
未引用的参考文献
(Baláz等,2008;Barrera等,2019;Baunez和Robbins,1997;Benarroch,2008;Brucks等,2019;Choi等,2018;Fatjó等,2005;Gaugnin等,2018;Guilhemsang和Mallet,2024;Hubbard等,2018;Kocabicak等,2015;Kühn等,2005;Marani等,2008;Miklósi等,2003;Miklósi等,2004;Papu?等,2015;Rodriguez-Oroz等,2011;Saxena等,1998;Sensi等,2004;Smialowski,1971;Soubrié,1986;Wallén-Mackenzie等,2020;Walsh,2020;Wang等)
资助
本研究得到了克罗地亚科学基金会(Grant No. IP-2024-05-8297)的资助。
伦理声明
作者声明本综述文章遵循伦理出版标准。作为综述文章,本文不涉及对人类或动物的直接实验。所有引用的文献均已正确标注来源,确保原作者的权益得到尊重。未使用任何未经授权的其他研究者的未发表数据。
作者声明不存在与本研究相关的利益冲突。
作者贡献声明
Tila Medenica:撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、概念构建。Bokuli? Ema:撰写——审稿与编辑、数据收集、概念构建。Goran Sedmak:撰写——审稿与编辑、项目监督、资金申请。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的利益冲突或个人关系。