中脑噪声负效价编码神经环路机制

【编辑推荐】为探究不愉快声音诱导负面情绪的神经机制，研究人员聚焦中脑听觉结构。通过病毒示踪、钙成像等技术，发现 CICglu→CnFglu→VTAGABA环路编码噪声负效价，抑制该环路或激活中脑边缘多巴胺系统可缓解负面情绪，为焦虑等疾病提供新靶点。

　　

噪声作为现代城市的隐形健康杀手，其引发负面情绪的神经机制一直是科学界的未解之谜。目前，人们虽知不愉快声音会诱发焦虑、疼痛甚至药物滥用风险，但声音信号如何从听觉刺激转化为情绪反应的神经通路却模糊不清。传统观点认为，中脑下丘（IC）的中央核（CIC）主要处理听觉信息，而其在情绪编码中的作用长期被忽视。在此背景下，浙江大学医学院附属精神卫生中心（杭州市第七人民医院）暨良渚实验室联合浙江大学脑科学与脑医学学院的研究团队，围绕噪声诱导的负效价编码机制展开深入研究，相关成果发表于《Nature Communications》，为解析声音 - 情绪关联的神经密码提供了关键线索。

研究团队采用多学科技术手段，包括病毒追踪（如狂犬病毒逆行示踪）、钙成像（fiber photometry、miniscope）、光遗传学（optogenetics）、化学遗传学（chemogenetics）以及在体电生理记录（optrode recording）等，系统解析了噪声刺激下中脑环路的动态变化。实验以 C57BL/6 小鼠为模型，结合实时位置厌恶测试（RTCPA）、高架十字迷宫（EPM）、明暗箱（LDB）等行为学检测，揭示了一条非经典听觉通路的关键作用。

一、噪声诱导负面情绪的行为学特征

研究发现，80 dB 白噪声可显著诱导小鼠的厌恶行为和焦虑样反应，如在 RTCPA 测试中减少对噪声配对区域的探索，在 EPM 测试中缩短开放臂停留时间。值得注意的是，慢性噪声暴露（40 分钟 80 dB）还会引发机械痛觉过敏，表明噪声对情绪和痛觉的影响存在时间依赖性。这些行为学变化为后续神经机制研究提供了可靠的表型基础。

二、CIC^glu神经元：多模态厌恶刺激的整合枢纽

中脑下丘中央核谷氨酸能神经元（CIC^glu）不仅响应不同强度的白噪声，还对电击、捏尾等伤害性刺激产生钙信号激活，且激活幅度与刺激强度正相关。通过光遗传学抑制 CIC^glu神经元，可显著减轻噪声诱导的厌恶和焦虑行为，证实其为噪声负效价编码的关键节点。狂犬病毒追踪显示，CIC^glu除接收听觉输入外，还从臂旁外侧核（LPB）等伤害性处理脑区获取投射，解释了其多模态整合能力。

三、CIC^glu→CnF^glu→VTA^GABA环路的中继作用

进一步研究发现，CIC^glu通过兴奋性突触将厌恶信号传递至楔状核谷氨酸能神经元（CnF^glu），后者继而激活腹侧被盖区 GABA 能神经元（VTA^GABA）。光遗传学激活 CIC^glu在 CnF 的神经末梢可模拟噪声诱导的厌恶反应，而化学遗传学损毁 CnF^glu则阻断该效应。电生理记录显示，CnF^glu对高强度噪声和伤害性刺激具有选择性响应，提示其作为 “厌恶过滤器” 的功能。

四、VTA^GABA对中脑边缘多巴胺系统的抑制效应

VTA^GABA神经元的激活可抑制中脑边缘多巴胺（DA）系统，表现为伏隔核外侧（NAcLat）DA 释放减少。噪声刺激下，VTA^GABA的钙信号强度与噪声强度呈正相关，而抑制 VTA^GABA可逆转噪声诱导的 NAcLat DA 抑制及负面行为。此外，直接激活 NAcLat 的 DA 能神经末梢或使用 D1 受体激动剂 SKF81297，可显著缓解噪声诱导的厌恶和焦虑，证实 DA 系统在情绪调控中的核心地位。

五、经典听觉通路与非经典环路的功能分野

研究对比了经典听觉通路（CIC→内侧膝状体 MG）与非经典环路的差异，发现前者主要编码刺激显著性，而后者专司负效价编码。抑制听觉皮层对噪声诱导的 NAcLat DA 抑制和负面情绪无显著影响，提示噪声的即时情绪效应主要依赖 CIC→CnF→VTA^GABA的自下而上通路，而非皮层的自上而下调控。

结论与意义

本研究首次揭示了噪声负效价编码的中脑核心环路 ——CIC^glu→CnF^glu→VTA^GABA通路，该环路通过整合听觉与伤害性信号，经抑制中脑边缘 DA 系统引发负面情绪。这一发现不仅填补了声音 - 情绪转化机制的空白，还为焦虑、创伤后应激障碍（PTSD）等与厌恶情绪相关的精神疾病提供了潜在治疗靶点。例如，靶向调控 CnF 或 VTA^GABA神经元可能成为缓解噪声相关情绪障碍的新策略。此外，研究提出的 “非经典听觉通路参与情绪编码” 这一概念，拓展了对中脑功能多样性的认知，为解析多模态感觉整合的神经机制提供了新思路。未来研究可进一步探索该环路在慢性应激中的动态变化，以及跨物种保守性，为临床转化奠定基础。