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为探究动物如何平衡生存与基本需求，研究人员聚焦小鼠外侧下丘脑（LHA）与中脑脚桥核（PPN）的神经环路。发现 LHA 谷氨酸能神经元投射至 PPN，激活该通路可触发情境依赖的运动，优先驱动安全行为而非觅食等需求，揭示生存优先的神经调控机制。
在自然界的生存博弈中，动物每时每刻都面临着复杂的行为抉择 —— 是冒险觅食以维持能量需求，还是优先躲避潜在威胁以确保安全？这一抉择的神经机制始终是神经科学领域的核心谜题之一。已知大脑需整合内外环境线索以平衡生存与基本需求，但深脑结构中调控安全行为优先级的具体神经环路，尤其是与运动控制环路的协同机制，长期以来笼罩在迷雾之中。例如，外侧下丘脑（lateral hypothalamic area, LHA）被认为与觅食、社交等行为相关，但其如何与中脑运动区域协作，实现安全需求对其他行为的压制，仍是亟待破解的科学问题。
为揭开这一谜团，丹麦哥本哈根大学（University of Copenhagen）与卡罗林斯卡学院（Karolinska Institutet）的研究团队展开了深入研究。他们以小鼠为模型，聚焦 LHA 与中脑运动促进区的神经连接，旨在阐明安全行为优先级的神经编码机制。这项研究成果发表在《Nature Neuroscience》，为理解大脑动态调控生存行为的策略提供了关键线索。
研究人员采用了光遗传学、化学遗传学、病毒示踪技术及纤维 photometry 等多学科手段。通过病毒载体标记特定神经元亚型，结合行为学实验（如位置偏好实验、避害 - 觅食冲突实验），系统解析了 LHA 至脚桥核（pedunculopontine nucleus, PPN）的神经通路功能。同时，利用纤维 photometry 实时监测神经元活动，建立了神经活动与行为输出的动态关联。
一、LHA 至 PPN 的谷氨酸能投射通路解剖特征
通过顺行与逆行病毒示踪技术，研究发现 LHA 中的谷氨酸能神经元（VGLUT2+）特异性投射至中脑 PPN 的尾部区域（caudal PPN），该区域已知与慢运动启动相关。值得注意的是，LHA 的 GABA 能神经元（VGAT+）可同时投射至 PPN 和楔状核（cuneiform nucleus, CnF），但谷氨酸能神经元仅靶向 PPN，提示 LHA 内不同神经亚型的功能分化。逆行标记显示，LHA 中投射至 PPN 的谷氨酸能神经元集中于前 - 后轴（AP）-1.6 mm 处，形成高密度投射热点。
二、LHA-PPN 通路驱动情境依赖的运动行为
光遗传学激活实验表明，刺激 LHA-PPN 谷氨酸能通路可诱发频率依赖性运动。当以 40 Hz 蓝光刺激时，小鼠运动启动潜伏期约 450 ms，峰值速度达 40 cm/s，与直接激活 PPN 谷氨酸能神经元的效应一致。进一步的位置偏好实验显示，激活该通路会导致小鼠主动回避激光耦合区域，表明其驱动的运动具有明确的避害属性。这种回避行为不依赖于味觉厌恶或食物排斥，因为在禁食小鼠中，该通路激活仍会使小鼠放弃食物而优先选择庇护所。
三、LHA-PPN 通路对生存需求的优先级调控
在社交 - 避害冲突实验中，即使面对异性小鼠的吸引，激活 LHA-PPN 通路仍能迫使小鼠返回庇护所，证明该通路具有超越性激素驱动行为的优先级。化学遗传学实验进一步验证了这一结论：慢性激活该通路会增加小鼠自发避害频率，而抑制则延迟超声刺激诱导的避害反应。纤维 photometry 记录显示，避害行为启动前，LHA-PPN 神经元活动显著升高，并在抵达庇护所后回落，揭示了神经活动与行为的实时耦合关系。
四、通路机制的特异性与神经基础
通过抑制 PPN 谷氨酸能神经元，研究人员发现 LHA-PPN 通路驱动的避害行为被显著削弱，证实 PPN 是该通路的关键下游靶点。尽管 LHA-PPN 神经元存在向腹侧被盖区（VTA）、蓝斑核（LC）等区域的侧支投射，但抑制 VTA 谷氨酸能神经元并不影响避害行为，表明 PPN 的直接投射是功能核心。此外，该通路与食欲素能神经元（HONs）无显著重叠，提示 LHA 内存在独立的功能模块分别调控运动与能量代谢。
五、研究意义与未来展望
这项研究首次明确了 LHA-PPN 谷氨酸能通路作为安全行为优先级调控的核心环路。其重要意义在于：1）揭示了深脑结构通过直接调控脑干运动中枢，实现生存需求快速优先的神经策略；2）解析了 LHA 内不同神经亚型的功能分工，为理解下丘脑行为调控的复杂性提供了新维度；3）为帕金森病等运动障碍疾病的治疗提供了潜在靶点 —— 通过激活类似通路可能恢复患者的主动避害能力。
值得注意的是，该通路的激活阈值受内外环境线索调控，既响应外部威胁（如空气喷射），也整合内部状态（如饥饿程度）。这种灵活性提示，大脑通过动态调整 LHA-PPN 通路的活性，实现对生存策略的精细校准。未来研究可进一步探索该通路与情绪调节、代谢状态的交互作用，以期全面揭示生存行为的神经编码网络。
