综述:威胁学习中心脏相关动态的跨物种转化证据

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6

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  这篇综述系统整合了人类与啮齿类动物在威胁学习中心脏动态调控的神经机制,提出前额叶皮层(PFC)与岛叶(insula)作为核心枢纽通过神经-内脏整合模型(NVI-f)协调自主神经反应,强调跨物种差异对焦虑障碍(PTSD)治疗的转化意义。

  

1. 啮齿类与人类威胁学习的神经模式

威胁情境下,生物体会触发包括心率变化、瞳孔扩张等自主神经反应。研究表明,威胁条件反射涉及中性刺激与厌恶事件的关联学习,其中心脏动态呈现独特的双相反应:先通过迷走神经介导短暂心动过缓(恐惧诱导性心动过缓),随后交感激活引发心动过速。啮齿类动物研究揭示岛叶皮质通过接收丘脑和脑干的 visceral 信号输入,整合心血管信息并调控冻结行为,与杏仁核、海马形成功能网络。人类证据则突出前额叶皮层(PFC)通过自上而下控制调节自主神经输出,形成包含岛叶、杏仁核的神经环路差异。

2. 跨物种恐惧的神经-内脏整合模型

神经-内脏整合模型(NVI-f)阐释了中央自主网络(CAN)如何通过前额叶-岛叶-杏仁核通路调控心率变异性(HRV)。啮齿类中岛叶作为内脏信号的中继站,通过迷走神经投射调节心脏活动;人类则依赖PFC对副交感神经系统(PSNS)的抑制性控制。7-Tesla fMRI等技术的限制导致人类岛叶功能证据不足,但初步数据显示其与PFC共同参与心率调控,而皮肤电反应则更多依赖杏仁核活动。

3. 转化医学意义

跨物种差异对焦虑障碍治疗具有深远影响。啮齿类模型强调岛叶对 interoceptive 信号的整合,而人类PFC的 dominant 作用提示认知行为疗法需侧重执行功能训练。进化上,人类PFC的扩张可能支持更复杂的威胁调控,但 PTSD 患者中观察到的PFC-杏仁核连接异常与啮齿类应激模型存在保守性。非侵入性神经调控技术(tDCS/TMS)和靶向药物开发需兼顾物种特异性。

4. 结论与展望

未来研究需结合钙成像(calcium imaging)与高分辨率fMRI,明确岛叶在人类威胁处理中的层级地位。跨学科整合将优化转化模型,为焦虑障碍提供精准治疗策略,如基于HRV的生物反馈训练或岛叶靶向神经调控。

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