乙醇诱导条件性位置偏爱与应激诱发焦虑中VTA-mPFCθ振荡同步化的神经机制研究

本研究针对成瘾与焦虑共病的临床现象，创新性地通过同步记录腹侧被盖区(VTA)和内侧前额叶皮层(mPFC)的局部场电位(LFP)，揭示了θ波段(4-12 Hz)神经振荡在乙醇诱导条件性位置偏爱(CPP)和旁观者社交挫败应激(VSDS)模型中的关键作用。研究发现两种疾病模型中VTA对mPFC存在显著的θ频段格兰杰因果驱动，为理解成瘾与焦虑的共享神经机制提供了重要电生理证据，发表于《Translational Psychiatry》具有重要转化意义。

　　

在精神健康领域，酒精使用障碍(AUD)与焦虑症的共病现象日益受到关注。临床观察发现，焦虑患者常通过酒精"自我治疗"缓解症状，而长期酗酒又会加重焦虑，形成恶性循环。这种"先有鸡还是先有蛋"的难题背后，是否隐藏着共享的神经机制？传统研究多聚焦于单一疾病，对两种障碍的共同神经基础探索不足。特别是腹侧被盖区(VTA)多巴胺能神经元与内侧前额叶皮层(mPFC)组成的奖赏-认知环路，虽然在成瘾和焦虑中均有涉及，但二者如何通过神经电活动实现信息交互仍不清楚。

华中科技大学的研究团队在《Translational Psychiatry》发表的研究，创新性地采用多通道在体电生理技术，同步记录VTA和mPFC的局部场电位(LFP)，在乙醇诱导条件性位置偏爱(CPP)和旁观者社交挫败应激(VSDS)两种动物模型中，系统比较了θ波段(4-12 Hz)神经振荡的特征。研究不仅揭示了两种疾病状态下VTA-mPFC环路的异常活动模式，更重要的是发现了VTA对mPFC的θ频段单向驱动这一共性机制，为理解成瘾与焦虑的神经基础提供了新视角。

研究采用雄性C57BL/6小鼠，通过立体定位手术在VTA和mPFC植入16通道电极阵列。在乙醇CPP模型中，通过交替注射乙醇(2 g/kg)和盐水建立条件反射；在VSDS模型中，采用三室旁观者应激装置进行10天情绪应激。关键实验技术包括：在体多通道电生理记录(LFP采样率1 kHz)、功率谱密度分析、跨区域相干性计算、格兰杰因果分析确定信息流向。此外结合光遗传学(AAV2/9-DIO-ChR2-mCherry病毒转染VTA多巴胺能神经元)和化学遗传学(AAVretro-TH-Cre靶向mPFC投射的VTA神经元)进行环路功能验证。

"Theta power in the mPFC and VTA increases during exposure to ethanol-related environment cues"部分显示，乙醇CPP训练后的小鼠在测试箱中mPFC和VTA的θ功率(4-12 Hz)显著增加，而在家笼环境中无此差异。值得注意的是，这种θ功率升高不仅出现在乙醇配对侧，在盐水配对侧同样显著，提示环境线索整体诱发了神经活动改变。通过分析进入各区域前后的2秒时间窗，发现乙醇组在进入条件侧前的θ功率升高尤为明显，反映了对奖赏线索的预期反应。

"Vicarious social defeat stress significantly elevated theta power in the mPFC and VTA"部分证实，VSDS模型小鼠在家笼中即表现出mPFC和VTAθ功率的持续升高。在开放场(OFT)和高架十字迷宫(EPMT)测试中，当小鼠处于中心区或开放臂等焦虑相关区域时，θ振荡进一步增强。特别值得注意的是，当VSDS小鼠观察到同伴遭受攻击时，mPFC和VTA的θ功率出现瞬时激增，这种"共情焦虑"的电生理特征为理解社交焦虑提供了新证据。

"VTA drives mPFC in theta oscillation for both ethanol-induced CPP and VSDS-evoked anxiety"是研究的核心发现。格兰杰因果分析显示，在两种模型中VTA对mPFC的θ波段驱动作用均显著强于反向传导。光遗传学实验进一步证实，用8 Hz光脉冲刺激VTA多巴胺能神经元可特异性增强mPFCθ振荡；而化学遗传学抑制VTA→mPFC投射则能同时缓解CPP和焦虑样行为，并降低异常的θ活动。这些结果强有力地证明了VTA-mPFCθ同步化的因果作用。

这项研究首次系统比较了成瘾与焦虑动物模型中VTA-mPFC环路的θ振荡特征，揭示了"自下而上"的神经信息流动模式。从进化视角看，该发现支持"三重脑"理论中原始脑区(如VTA)对新皮层(mPFC)的调控可能在某些精神疾病中过度增强。在转化医学方面，研究提示θ振荡可能成为跨诊断的生物标志物，为开发针对成瘾-焦虑共病的神经调控疗法(如经颅磁刺激rTMS)提供了精准靶点。特别是发现VTA驱动mPFC的θ同步化这一共性机制，为理解两种疾病的共病现象开辟了新思路，对发展"一石二鸟"的治疗策略具有重要启示意义。