Science子刊:李浩洪/任超然揭示愉快的体验抗抑郁的神经环路机制

食物奖赏或增加奖励体验可缓解人类消极或抑郁情绪。已有研究表明在啮齿动物中可口食物摄入(或糖水溶液)足以抑制急性或慢性应激引起的行为反应,表明奖赏可抵抗负面刺激的引起行为反应。

外侧缰核(LHb)可编码奖赏信息和厌恶信息,在抑郁症发病中发挥重要作用:急性应激将LHb编码的奖赏信号转换为类似惩罚的神经信号,可能促进抑郁的发生;抑制LHb活性后可改善抑郁样行为障碍。

LHb脑区广泛接受多个脑区的输入,其中一个重要脑区为基底前脑。在基底前脑存在一个鲜为人知的亚区-无名质(SI),该亚区也属于杏仁核延伸的部分。激活SI区域兴奋性神经元后可引起条件位置厌恶,激活抑制性神经元后引起条件位置偏好。

Science子刊:李浩洪/任超然揭示愉快的体验抗抑郁的神经环路机制

2022年7月8日浙江大学教育部脑与脑机融合前沿科学中心李浩洪教授、暨南大学任超然研究团队揭示了食物奖赏缓解抑郁情绪的神经环路机制。

研究人员通过顺行病毒示踪实验发现SI兴奋性神经元投射到LHb、内侧僵核、黑质、腹侧被盖区等区域,其中LHb区域接受的投射最多(后续称为SI-LHb神经元)。

Science子刊:李浩洪/任超然揭示愉快的体验抗抑郁的神经环路机制

图1:光纤钙成像记录厌恶和奖赏刺激引起

光纤钙成像技术发现在足底电击或喷气后SI-LHb神经元活性明显增加,在糖水溶液或巧克力饮食中该神经环路神经元活性降低。

有意思的是,在喷气刺激同时给予糖水溶液时,SI-LHb神经元活性降低,这就表明奖赏刺激可通过抑制SI-LHb神经元活性损害小鼠编码厌恶信息。

他们进一步通过在体电生理实验发现喷气刺激能够明显促进LHb神经元放电活动,在光抑制SI投射到LHb神经元后可明显降低LHb神经元对厌恶刺激的响应。

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图2:慢性激活SI-LHb神经环路诱发抑郁样行为

异常的LHb活性与抑郁症密切相关。研究人员通过化学遗传学技术慢性激活SI-LHb神经环路后在增加LHb神经元兴奋性能够引起抑郁样行为(快感缺失,放弃挣扎等)。

在经历足底电击,喷气,束缚应激等慢性应激后小鼠表现出抑郁样行为,但在慢性抑制SI-LHb神经环路后可明显改善抑郁样行为。

通过病毒特异性标记SI支配的LHb神经元后,在慢性激活该类型神经元后也可引起抑郁样行为,但不引起焦虑样行为。特异性抑制该类型神经元活性后也能明显改善慢性应激引起的抑郁样行为。

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图3:糖水奖赏可发挥抗抑郁作用

研究人员进一步发现饮用5%蔗糖溶液能够明显缓解慢性应激或慢性激活SI-LHb神经环路引起的抑郁样行为,这是通过抑制LHb神经元兴奋性实现的,表明奖赏可缓解抑郁样行为。

总的来说,本文发现无名质区域兴奋性神经元投射到外侧僵核的环路编码奖赏和厌恶信息。有意思的是,奖赏信号可抑制该环路编码的厌恶信息,这种有利作用可延伸到抑郁症:糖水奖赏行为可缓解抑郁情绪。

原始出处:

Cui et al.Reward ameliorates depressive-like behaviors via inhibition ofthe substantia innominata to the lateral habenula projection. Sci. Adv. 8, eabn0193 (2022).

版权声明:Robin 发表于 2022年7月29日 pm4:38。
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