这篇文档属于类型b(科学综述论文)。以下是针对该文献的学术报告:
作者与机构
本文由Mingyu Yang(德国科隆大学医学院系统生理学研究所)、Dávid Keller(匈牙利塞梅尔维斯大学解剖学、组织学与胚胎学系)、Arpád Dobolyi(匈牙利塞梅尔维斯大学及罗兰大学生理学与神经生物学系)和Silvana Valtcheva(德国科隆大学医学院)共同完成,发表于Trends in Neurosciences期刊2025年1月刊。
主题
论文题为《The Lateral Thalamus: A Bridge Between Multisensory Processing and Naturalistic Behaviors》,系统综述了外侧丘脑(Lateral Thalamus, LT)如何整合多模态感觉输入与非感觉特征(如显著性、情感效价、社会相关性),进而调控本能行为和社会行为的神经机制。
核心观点:LT接收来自听觉、视觉、体感等初级感觉核团的直接输入,并通过投射到皮层和边缘系统网络,调控感觉驱动的行为与激素反应。
- 解剖证据:
- 啮齿类动物的LT由多个核团组成(如后丘脑板内核PIL、膝状体周围核PP、内侧膝状体MGBm等),其定义在不同研究中存在差异(见表1)。
- LT接收来自非丘系听觉通路(如下丘非丘系壳区)、初级体感通路(脊髓背角、背柱核团)和视觉通路(上丘、下丘)的输入(图2a)。
- 功能证据:
- 90%以上的LT神经元对至少两种感觉模态响应,且跨模态刺激可调制其反应(如听觉响应被同时的触须刺激抑制)。
- 在恐惧条件反射中,LT能将体感伤害性刺激(足底电击)与听觉条件刺激(纯音)关联,表现为条件刺激后LT神经元放电频率向条件音调偏移。
核心观点:LT不仅传递感觉信息,还通过整合边缘系统输入,评估刺激的显著性、情感效价和社会意义。
- 显著性编码:
- LT神经元对高显著性刺激(如捕食者逼近的视觉阴影或声音)响应更强,且激活持续时间长达数秒。
- 抑制LT会降低小鼠对威胁刺激(如迫近圆盘)的防御行为概率。
- 情感效价编码:
- 光遗传激活LT本身可诱导小鼠的回避行为,提示其参与负性情绪处理。
- 脊髓Tacr1+神经元向LT传递伤害性输入,而Gpr83+神经元传递愉悦触觉输入,表明LT能区分不同效价的体感信号。
- 社会相关性编码:
- 母鼠LT对幼崽超声呼叫的响应持续时间显著长于纯音,且LT→下丘脑旁室核(PVN)通路促进催产素释放,调控母性行为。
- 斑马鱼背侧丘脑(DT,可能为LT同源结构)对同类生物运动特征响应更强,其PTH2神经肽表达与社会群体密度正相关。
核心观点:LT的不同神经元亚群通过靶向特定脑区,分别调控觉醒状态、防御行为、母性行为和社会互动。
- 觉醒调控:
- LTvGluT2神经元活动随觉醒状态波动,其激活可诱导非快速眼动睡眠向觉醒的转换,但需持续刺激(20秒),提示其通过间接通路(如丘脑-皮层-丘脑环路)发挥作用。
- 防御行为:
- LTCGRP神经元通过投射到外侧杏仁核传递先天威胁信息,而LTCR神经元则通过投射到次级听觉皮层(A2/TEA)参与恐惧记忆形成。
- 母性行为:
- LTPTH2神经元在哺乳期高表达,通过投射到内侧视前区(MPOA)和下丘脑弓状核,促进催乳素释放和幼崽检索行为。
- 社会行为:
- 小鼠LT谷氨酸能神经元在社会互动中激活,抑制其活动会延迟雌鼠的社会习惯化。
核心观点:LT的功能和结构在脊椎动物中可能具有进化保守性,但不同物种的调控细节存在差异。
- 保守性证据:
- 灵长类的后丘脑复合体(含限界核SG-LIM)、猫的后核团、鸟类/爬行类的旋核(Rotundus)和斑马鱼的DT均与啮齿类LT共享分子标记(如钙结合蛋白)和连接模式(多感觉输入→边缘系统投射)。
- 异质性表现:
- 斑马鱼DT直接调控社会吸引行为,而啮齿类LT更多参与威胁检测,可能因哺乳类存在冗余的逃逸通路(如直接上丘→脑干通路)。