文章來源於神經科學通報 ，作者Neuroscience Bulletin
Neuroscience Bulletin 2020年第3期以封面文章發表了來自中國科學院神經科學研究所王佐仁研究組題為“Projection from the Anterior Cingulate Cortex to the Lateral Part of Mediodorsal Thalamus Modulates Vicarious Freezing Behavior”的原創研究論文。該文揭示了共情行為的神經環路和機制。
共情(Empathy)指的是個體理解他人的立場併產生與他人相同情感的能力。共情在社會認知和社會行為中扮演著重要的角色，同時也是人類社會能夠穩定與和諧的重要基礎。以往的研究表明，神經精神疾病（譬如自閉症，精神分裂症等）的患者往往伴隨著共情能力的障礙甚至缺失，因此探究共情的神經基礎不僅對理解人類共情神經機理具有重要的科學意義，同時也為這些疾病的診斷和干預提供了思路。
作為初級的共情形式，情緒傳染（Emotion Contagion）在人類社會中具有很多明顯的例子，比如打哈欠、撓癢癢、高興、悲傷等情緒均會在身邊親近的人中傳染。研究表明，在齧齒類動物模型中，情緒傳染行為也同樣普遍存在，並且其中研究最多的就是疼痛和恐懼情緒的傳染。
該研究組通過改進已有的恐懼傳染的行為範式，使得之前有過疼痛體驗（足底電擊）的觀察者大鼠在觀察到與自己同籠飼養的同伴的恐懼行為（僵直不動）時，自身也會產生非常明顯的恐懼反應（僵直不動和蜷縮在一起）；而且觀察者的反應程度和其同籠同伴的恐懼反應呈現很強的正相關性，但是這一行為在沒有經歷過足底電擊的觀察者大鼠中不存在。這一結果提示，可能是足底電擊體驗使大鼠參與情緒傳染功能的特定腦區的基礎活動產生了變化，所以正常的大鼠和有足底電擊體驗的大鼠活動有差異的腦區有可能就是參與情緒傳染行為的腦區。因此，該研究通過採用靜息態功能核磁共振（RS-fMRI）的手段探究了哪些腦區調控了這種恐懼情緒的傳染。結果顯示，前扣帶回（Anteriorcingulate cortex, ACC）腦區的區域內功能連接在有足底電擊體驗的大鼠組中有顯著的增強。對ACC的毀損實驗表明，損毀ACC可以特異性的降低有足底電擊經歷的觀察者大鼠的感同身受的僵直行為。
為了進一步探索哪些與ACC相關的神經環路參與到恐懼情緒的傳染過程中，該研究組通過病毒追蹤的方法發現ACC神經元有很多的投射末端到中背部丘腦（Mediodorsal thalamus, MDL）。該研究組通過工具病毒特異性的凋亡投射到MDL的ACC神經元，結果顯示恐懼傳染行為（包括感同深受的僵直行為和蜷縮行為）發生了延遲。接著，當光遺傳學特異性地激活投射到MDL的ACC神經元的軸突末端時，感同深受的僵直行為也明顯的減弱。
綜上所述，本研究使已有的恐懼傳染行為範式更加穩定，同時提示，過去的經歷可能是通過改變ACC的功能從而使大鼠對同伴的恐懼情緒更加敏感，表明了ACC到MDL的投射調節恐懼情緒的傳染過程。
圖1 （A）改進版的行為範式。（B）在電擊體驗組ACC 的ReHo 值升高。（C）毀損了ACC組的大鼠感同身受的僵直行為時間減少。（D）和（E）分別是投射到MDL的ACC神經元凋亡組大鼠感同身受的僵直行為時間在前兩分鐘減少（D）和蜷縮在一起的潛伏期增長（E）。（F）光遺傳激活組大鼠的感同身受的僵直行為顯著降低。
參考文獻：Zheng C, Huang Y, Bo B, WeiL, Liang Z, Wang Z. Projection from the Anterior Cingulate Cortex to theLateral Part of Mediodorsal Thalamus Modulates Vicarious Freezing Behavior. Neurosci Bull 2020, 36(3):217-229.
閱讀更多 brainnews 的文章
