揭示后脑岛至外侧杏仁核通路新奥秘：独特信息传递与有限恐惧学习作用

《Cell Reports》：A posterior insula to lateral amygdala pathway transmits US-offset information with a limited role in fear learning

在恐惧学习中，外侧杏仁核（LA）的 US 通路研究较少。为探究后脑岛皮层（pInsCx）是否向 LA 传递 US 信息，研究人员开展相关研究。结果发现 pInsCx 向 LA 有特定投射，且传递 US-offset 信息，但该通路在恐惧学习中作用有限。此研究为相关领域提供了新见解。

　　在动物和人类的生存过程中，识别环境中的危险信号并做出恰当反应至关重要，这一过程依赖于恐惧学习机制。恐惧学习是指将无害的感觉线索（条件刺激，CS）与有害事件（非条件刺激，US）建立联系。经典研究表明，杏仁核尤其是外侧杏仁核（LA）在整合 US 和 CS 信息中发挥关键作用。然而，尽管已知听觉输入到杏仁核的部分情况，且其长期可塑性参与听觉线索恐惧学习，但 LA 神经元响应足部电击（常作为 US）产生动作电位（AP）的突触输入，以及携带 US 信息到 LA 的传入突触，却鲜少被关注。同时，岛叶皮层因参与厌恶状态编码、效价处理、恐惧学习和恐惧消退等过程受到更多研究关注，其中后脑岛皮层（pInsCx）被发现与伤害性刺激编码有关，但 pInsCx 与 LA 的连接以及在恐惧学习中的作用尚不明确。基于此，来自瑞士洛桑联邦理工学院（Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne，EPFL）的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表于《Cell Reports》 。

研究人员运用多种关键技术方法展开研究。在解剖学研究方面，采用病毒介导的顺行标记和逆行标记技术，明确 pInsCx 与 LA 的连接；利用光遗传学辅助电路映射技术，验证二者连接的性质；通过在体 Ca²⁺成像技术，观察神经元对 US 的反应；运用光遗传学沉默技术，探究相关神经活动在恐惧学习中的作用 。

研究结果如下：

1. pInsCx 与 LA 的连接：通过顺行标记实验，研究人员发现 pInsCx 向尾状核、杏仁核 - 纹状体过渡区、前 LA、后基底外侧杏仁核核（BLAp）以及中央杏仁核（CeA）等区域有输出。进一步分析发现，pInsCx 对前 LA 和 BLAp 的神经末梢密度较高。逆行标记实验也证实了 pInsCx 与前 LA 的解剖学投射。光遗传学辅助电路映射实验表明，pInsCx 与前 LA 之间存在强大的谷氨酸能连接 。
2. 神经元对 US 的编码：在体 Ca²⁺成像显示，pInsCx 中的部分神经元在足部电击刺激开始时（US-onset）被激活，还有一部分神经元在电击结束时（US-offset）做出反应。在 LA 中也观察到类似的 US-onset 和 US-offset 反应的神经元 。
3. 信息传递与恐惧学习的关系：结合在体 Ca²⁺成像和光遗传学抑制实验，发现 pInsCx 选择性地将 US-offset 信息传递到前 LA。然而，通过光遗传学沉默 pInsCx 到前 LA 的轴突或前 LA 中的神经元，并未发现 US 驱动的活动对听觉线索恐惧学习有显著影响 。

研究结论与讨论部分指出，该研究定义了从 pInsCx 到前 LA 的谷氨酸能投射，明确其传递 US-offset 信息，但 pInsCx 并不向 LA 传递与听觉线索恐惧记忆形成相关的 US 信息。这一结果与研究人员最初的假设相悖。同时，研究还发现 LA 在恐惧学习中的作用可能因区域而异，前 LA 和后 LA 在接收输入和参与恐惧学习的程度上存在差异。此外，研究中观察到的一些现象，如光遗传学沉默 pInsCx 轴突后出现的冻结反应减缓趋势，可能是由于对邻近脑区的非靶向效应。这些发现为理解恐惧学习的神经机制提供了新的视角，强调了进一步研究岛叶 - 杏仁核网络的重要性，这将有助于深入了解这些网络如何整合内外部信号，从而指导适应性行为和学习以应对威胁 。