终纹床核内前痛觉素表达神经元对逃避行为的信号传递作用

为探究厌恶刺激下神经环路对唤醒与动机行为的调控机制，研究人员以雄性 PnocBNST神经元为对象，利用微型头戴显微镜监测自由活动小鼠嗅偏好测试中的钙活动。发现 PnocBNST神经元信号与逃避行为相关，为解析焦虑等疾病的神经机制提供新视角。

　　在自然界中，生物体面对厌恶刺激时，如何快速启动唤醒反应并做出适应性行为，一直是神经科学领域的重要谜题。尤其是焦虑症等神经精神疾病患者，常表现出过度唤醒与回避行为的失调，但唤醒与动机行为之间的神经关联却长期模糊不清。终纹床核（bed nucleus of the stria terminalis, BNST）作为扩展杏仁核的关键区域，虽已知其在厌恶刺激响应中扮演重要角色，但其内部特定神经元群体如何编码行为信号仍不明确。

基于此，美国北卡罗来纳大学教堂山分校的研究团队开展了相关研究，旨在揭示 BNST 内前痛觉素表达神经元（prepronociceptin-expressing neurons, Pnoc^BNST神经元）在厌恶刺激引发的行为响应中的功能。研究成果发表在《Biological Psychiatry Global Open Science》，为理解焦虑相关行为的神经机制提供了关键线索。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，利用 Pnoc-IRES-Cre 转基因小鼠，通过立体定位手术在 BNST 区域注射 Cre 依赖的 GCaMP6s 病毒，植入 GRIN 透镜，结合微型头戴显微镜（nVista 2.0）实现对自由活动小鼠 Pnoc^BNST神经元钙活动的实时监测。其次，设计嗅偏好测试，使用厌恶刺激（狐狸粪便来源的 TMT）和奖励刺激（花生油 PNT），通过 Ethovision XT 软件追踪小鼠的行为轨迹，分析距离、速度、回避行为等参数。此外，通过单细胞钙信号分析和行为数据的相关性计算，解析神经元群体的异质性响应。

1. Pnoc^BNST神经元整体活动与厌恶刺激 proximity 的关联
   通过钙成像发现，当小鼠接近厌恶刺激 TMT 时，Pnoc^BNST神经元的整体钙活动显著增强，且在靠近刺激源的区域活动最强，而面对奖励刺激 PNT 时活动无明显变化。这表明 Pnoc^BNST神经元的激活与厌恶刺激的近距离接触特异性相关。
   
   
2. 单细胞水平的响应异质性与逃避行为的关联
   单细胞分析显示，Pnoc^BNST神经元群体在首次接触 TMT 时呈现异质性响应，可分为兴奋、抑制和无变化亚群。其中，兴奋亚群的活动与小鼠靠近 TMT 的距离呈负相关，进一步分析发现，该亚群的活动峰值与小鼠快速逃离 TMT 的速度（尤其是远离刺激源的方向）显著正相关，提示其编码逃避行为的启动与执行。
   
   
3. 逃避行为的动力学特征与神经元信号的因果关系
   尽管 TMT 暴露未改变小鼠的整体运动频率，但显著提高了远离刺激源的 darting 行为速度。兴奋亚群 Pnoc^BNST神经元的活动与这种方向性快速逃离的速度高度相关，而与朝向刺激或侧向运动无明显关联，表明其特异性信号化主动逃避行为，而非被动回避。
   
   

研究结论与意义

本研究首次证实，BNST 内的 Pnoc^BNST神经元不仅调控厌恶刺激引发的生理唤醒（如瞳孔扩张），更直接编码逃避行为的神经信号。单细胞异质性分析揭示，该群体中存在专门负责检测威胁 proximity 并触发快速逃离的功能亚群，为解析唤醒 - 动机行为的神经耦合机制提供了细胞层面的证据。

讨论指出，Pnoc^BNST神经元可能通过投射至中脑导水管周围灰质（periaqueductal gray, PAG）等防御行为相关脑区，协调快速防御反应。其功能失调可能参与焦虑症中过度逃避与唤醒失调的病理过程。此外，研究未在奖励刺激响应中观察到 Pnoc^BNST神经元的显著激活，提示其功能可能偏向厌恶刺激处理，这为区分正负性动机行为的神经环路提供了新视角。

值得注意的是，本研究仅使用雄性小鼠，而 BNST 的性别二态性及性激素对神经元功能的调制作用尚未探讨，未来需进一步拓展。此外，结合光遗传学操控等因果性实验，可更深入解析 Pnoc^BNST神经元的上下游环路机制。总体而言，该研究为理解焦虑相关行为的神经基础奠定了重要基础，有望为开发靶向 BNST 环路的焦虑症治疗策略提供新方向。