猕猴杏仁核与听觉皮层及前额叶皮层的细观功能连接：INS-fMRI技术揭示的神经环路机制

为解决哺乳动物听觉系统中情感信息处理的神经环路机制问题，浙江大学医学院研究人员采用创新性INS-fMRI技术，在猕猴模型中系统研究了杏仁核亚区与听觉皮层(AC)及前额叶皮层(PFC)的功能连接。研究发现LA/BA交界区作为关键枢纽，优先激活次级听觉皮层和背外侧PFC，揭示了杏仁核在生物意义声音处理中的特异性神经通路，为情感性听觉障碍的机制研究提供了新视角。

　　

哺乳动物依靠听觉系统感知环境威胁、进行社会交流，而杏仁核作为情感处理中枢，如何评估声音刺激的情绪显著性并影响感知过程，一直是神经科学领域的关键问题。尽管已知杏仁核通过外侧核(LA)、基底核(BA)和中央核(CeA)参与听觉域处理，但其与听觉皮层(AC)及前额叶皮层(PFC)的细观功能连接模式仍不明确，特别是在非人灵长类中缺乏系统研究。

针对这一科学问题，浙江大学医学院附属第二医院神经内科、脑科学与脑机融合前沿科学中心的研究团队创新性地将红外神经刺激(INS)与7T高分辨率功能磁共振成像(fMRI)相结合，在猕猴模型中实现了对杏仁核亚区的毫米级精准激活与全脑功能连接可视化。这项发表在《NeuroImage》的研究，首次在活体水平揭示了杏仁核不同亚区与AC、PFC的特异性连接模式。

研究采用了两只恒河猴模型，通过立体定位技术将200μm直径光纤精准植入杏仁核亚区(CeA、BA、LA)，采用0.2 J/cm²的1875nm红外激光进行刺激，同步采集7T fMRI数据。关键技术包括：1)基于Horsley-Clarke坐标系统的立体定位植入；2)优化的INS刺激范式(200Hz脉冲频率，250μs脉宽)；3)1.5mm各向同性体素的EPI序列采集；4)基于AFNI和FreeSurfer的多模态数据分析。

研究结果部分，通过四个关键发现系统阐述了杏仁核的神经环路特征：

"红外刺激激活AC和腹外侧PFC"部分显示，单点INS刺激可同时诱发AC和腹外侧PFC(vlPFC)的BOLD信号响应，且信号峰值出现时间呈现杏仁核→AC→PFC的递进延迟，证实了三者间的层级处理关系。

"杏仁核与AC亚区的差异性连接"部分发现，杏仁核与同侧AC的连接显著强于对侧(激活体素数7.98±2.07 vs 5.30±1.43)，且主要靶向听觉带区(belt)，而非核心区(core)或旁带区(parabelt)。特别值得注意的是，LA/BA交界区的刺激在听觉带区诱发最强响应，提示该区域可能是高阶听觉处理的枢纽。

"杏仁核亚区与PFC的特异性连接"部分揭示，不同亚区呈现差异化连接模式：LA刺激主要激活同侧46d和9d区，而CeA刺激则引起双侧PFC广泛响应。统计分析显示，背侧PFC区域(尤其是46d)的激活强度显著高于腹侧区域(p<0.01)。

研究最终构建了"杏仁核-AC-PFC"三重环路模型：1)连接具有明显偏侧化特征，同侧强于对侧；2)LA/BA交界区是连接AC与PFC的关键节点；3)听觉带区而非核心区是杏仁核投射的主要靶区；4)背外侧PFC(46d/9d)是杏仁核情感信息整合的关键区域。

这项研究的重要意义在于：技术上，首次将INS-fMRI应用于非人灵长类听觉情感环路研究，实现了500μm级别的功能连接图谱绘制；理论上，阐明了杏仁核亚区在情感性声音处理中的分工机制，特别是发现LA/BA交界区的枢纽作用；临床上，为创伤后应激障碍(PTSD)等情感性听觉处理异常疾病提供了潜在的神经环路靶点。未来研究可进一步在清醒动物模型中验证这些发现，并探索特定环路的光遗传学调控对听觉情感行为的影响。