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本综述聚焦内感受（Interoception）与情绪调节机制，探讨内脏信号经迷走神经（如 Glp1r?、Npy2r?神经元）和背根神经节（DRG）传入脑区（如孤束核 NTS、岛叶皮层）的通路，结合饥饿、厌恶、恐惧等情绪状态，分析其对情感行为的调控，并讨论稳态强化学习（HRL）和内感受主动推理（IAI）模型的理论框架。
内感受与情绪调节的神经机制：从信号传递到行为调控
内感受信号的神经传递通路
外周感觉神经元通过机械感受器、化学感受器和温度感受器，将内脏器官的感觉信息传递至大脑。其中，背根神经节（DRG）神经元通过脊髓将器官信息传递至脑，信号经脊髓中继后可上传至丘脑、网状结构和中脑。迷走神经元主要位于结节神经节，其分支分别投射至内脏器官和脑干。近年研究发现，迷走神经元存在多种亚型，如肠道支配的机械敏感 Glp1r?神经元可调节饱腹感和摄食行为，心血管 Npy2r?神经元参与心血管反射，肺部 P2ry1?和 Npy2r?神经元影响呼吸模式。
迷走神经元将信号传递至脑干的孤束核（NTS），随后内脏信号进一步传递至臂旁核（PBN）、下丘脑、丘脑等区域，并投射至边缘系统（如杏仁核、海马）和皮层区域（如内侧前额叶皮层、岛叶皮层、前扣带回皮层 ACC）。通过脊髓和迷走神经的上行神经通路，内脏信息可作为刺激与认知加工整合，参与情绪状态的形成和调节。跨突触病毒追踪方法有助于绘制内脏器官与高级脑区之间的复杂多突触回路，但仍需低细胞毒性的跨突触狂犬病毒变体来研究这些回路的功能作用。
内感受对不同情绪状态的调控
在饥饿状态下，来自肠道的信号影响参与情绪处理的脑区。胃的感觉迷走传入纤维主要投射至 NTS 和最后区（AP），可被胃扩张和营养物质检测激活。激活的 NTS 神经元投射至 PBN，进而影响前脑和中脑区域以调节摄食行为和情绪状态，包括增强黑质的多巴胺释放。营养物质感知通路可通过抑制下丘脑弓状核的饥饿敏感刺鼠相关蛋白（AgRP?）神经元来抑制摄食，AgRP?神经元活动随摄食减少，还可增强多巴胺信号。此外，饥饿和 AgRP?神经元的光遗传学激活会促使个体在觅食时探索威胁环境，并通过激活内侧杏仁核和终纹床核等脑区增加领地攻击性。
岛叶皮层等多个皮层区域可表征和预测饥饿与饱腹状态，并控制摄食行为。在饥饿期间，呈现与食物奖励配对的线索可招募岛叶中的神经元集群，随着饱腹感增加，这些神经元活动减少。呈现食物预测线索还会使岛叶的神经表征暂时转向未来的摄食后状态，岛叶的激活也可通过对下丘脑的自上而下输入来减少食物摄入。内侧前额叶皮层等其他皮层区域在评估和指导行为策略以满足饥饿和口渴状态方面也很重要。
厌恶是一种进化保守的情感状态，包括恶心和内脏不适，是抵御病原体、毒素和威胁的保护机制。厌恶会诱导适应性回避行为，如因摄入与不适相关的味道而产生的条件性味觉厌恶（CTA），以及细菌内毒素暴露后摄食量减少。不适信号激活 NTS 和 AP，AP 作为室周器官可直接感知血源性毒素和致恶心物质，通过激活特定的 Glp1r?、Gfral?和 Slc6a2?神经元群体，触发 CTA、摄食减少和体温过低等行为。
来自 NTS 和 AP 的不适编码信号传递至 PBN，进而激活高级边缘区域，包括中央杏仁核和终纹床核，以编码和强化回避行为。近期研究表明，CTA 由不适驱动的 cAMP 信号介导，在杏仁核回路内形成特定的 “记忆印记”，可被与不适相关的线索重新激活。另一条涉及味觉岛叶皮层的通路也介导 CTA 诱导的回避行为，但杏仁核和岛叶皮层在处理内脏不适时的精确相互作用尚不清楚。
恐惧和焦虑是由感知到的威胁引发的负面情感状态，其特征是唤醒增强和负性情绪效价。这些进化保守的状态通过改变呼吸频率和容量、心率和血压使身体做好适应威胁的准备。例如，在类似恐惧的状态下，啮齿类动物可表现出明显的心动过缓和规律的 4Hz 呼吸，同时伴随不动行为。这些生理变化也可作为刺激，通过内感受通路转导和传递，影响脑状态和行为。心血管变化由压力反射回路感知，可激活 NTS 以调节睡眠 - 觉醒周期。呼吸节律也被证明可通过啮齿类动物前额叶皮层活动的神经振荡同步化以及人类边缘系统的神经振荡同步化，帮助维持类似恐惧的状态。
岛叶皮层通过处理内感受和外感受信号以及先前经验，创建身体当前状态的低维表征，还通过内感受衍生的预测误差编码体内平衡的偏离，实现体内平衡。负面情感状态驱动补偿性的行为和生理策略，如回避或攻击行为以及交感神经张力增加，引导个体将威胁风险降至最低。随着这些行为降低威胁预测，唤醒水平下降，通过激活副交感神经网络重新建立生理稳态。内感受过程的功能干扰，如迷走神经电刺激或光遗传学诱导的心动过速，会改变类似恐惧和焦虑的行为以及岛叶活动，同时抑制岛叶皮层会进一步减弱生理操作对类似恐惧和焦虑状态的影响。此外，岛叶的调节可双向影响厌恶和回避行为以及恐惧学习和消退，例如，岛叶向中央杏仁核或伏隔核的不同投射可分别增强或减弱情感行为。
前扣带回皮层（ACC）已被证明可表征心肺信息，并参与操作性心动过缓和呼吸减慢的意志控制，ACC 对心肺生理的自上而下控制与类似焦虑状态的减少同时发生。内脏感觉信息和情绪状态特征（如效价和可扩展性）如何在岛叶和整个大脑中表征和整合以影响适应性行为，仍有待确定。
内感受调节情绪的理论模型
稳态强化学习（HRL）提出，旨在减少当前和期望内部状态之间差异的行为会得到奖励和强化。例如，钠食欲的满足、口渴的缓解或胃饥饿素的代谢释放可增加多巴胺信号，从而影响奖励处理。与经典强化学习类似，HRL 强调稳态行为选择通过最小化生理失衡和使身体状态更接近期望设定点来最大化奖励结果，该框架可在没有内部状态的明确表征和内感受信号中继的情况下运行，而是依赖内部传感器与奖励处理区域（如多巴胺能中脑）之间的直接连接。
内感受主动推理（IAI）提供了一种层次化方法来理解大脑如何预测和调节身体内部状态。根据 IAI，大脑基于先前经验和期望构建身体内部状态的预测模型，这些预测是分层组织的，高级预测指导更复杂的长期反应，低级预测管理即时的反射需求。预测通过自上而下的神经连接传递，而预测误差（预测状态与实际状态之间的差异）通过自下而上的信号传递。当预测误差发生时，大脑通过更新内部模型（感知推理）或启动行动使身体状态与预测一致（主动推理）来最小化这种差异。然而，并非每个调整都需要高级皮层参与，脑干和脊髓中的低级反射弧可以维持许多参数，类似于简单的感觉运动反射与外感受预测中更复杂的感知和认知模型共存。
近期功能研究支持 IAI 模型，表明在饥饿或口渴的小鼠中，与食物或水递送相关的显著线索会使岛叶皮层活动暂时转向饱腹预测，表明对未来状态的预期。然而，仍有几个未解决的问题，包括岛叶活动的这种变化在多大程度上影响下游神经活动和行为，以及尽管岛叶已被证明可表征心脏状态并影响情感行为，但尚不清楚岛叶是否对不同的感觉输入执行类似的计算，以及这些预测信号是代表预测还是预测误差。
HRL 和 IAI 都将情绪视为大脑预测编码过程的一部分，该过程综合了各种感觉输入，包括外感受、本体感受和内感受线索，以调节内部状态和维持体内平衡，这两种模型可能发挥情境或模态依赖的作用，其用途并非相互排斥。需要进一步的实证研究来检验这些模型的预测，这将增强我们对情绪的生理和神经基础的概念理解。
结论与展望
大脑与身体之间通过众多反馈和前馈机制进行的复杂通信，日益被认为是内部状态和情绪的关键调节因素。身体的生理变化通过到达脑干的反射弧传递至大脑，然后大脑将这些内感受信息与来自多个来源的外感受信息整合，以协调行为和生理反应。对这些机制的深入理解将为情绪相关疾病的治疗提供新的视角和靶点。
