在危险情况下，动物选择适当的防御行为是生存所必须的，其中包括主动和别动防御行为。基于巴甫洛夫恐惧条件反射实验，数十年来的研究主要集中在鉴别与恐惧记忆的形成、再现和遗忘相关的神经过程。这样的研究偏重性就导致了目前的现状：我们对被动防御行为相关的大脑结构和环路工作机制有较为细致的了解，例如僵直行为。相比之下，调节主动防御行为的神经机制，例如主动回避行为还知之甚少。因此，目前更不清楚大脑如何允许被动和主动防御行为之间的适应性切换。
2021年8月19日，美国NIH的Mario A. Penzo在Nature Neuroscience上发表文章Divergent projections of the paraventricular nucleus of the thalamus mediate the selection of passive and active defensive behaviors，报道了丘脑室旁核 (PVT) 通过对伏隔核 (NAc) 和杏仁核中央核 (CeA) 的非重叠投射来调控被动和主动防御行为之间的适应性切换。
之前的报道指出NAc对主动防御行为是重要的【1-3】，而被动防御行为依赖于CeA的活动【4-6】。从解剖学层面，结合顺行示踪和逆行示踪，研究人员发现PVT内对刺激敏感的Drd2阳性神经元【7】非重叠地投射到NAc和CeA，这为PVT可能调控主动和被动防御行为之间的切换提供了神经环路基础。
结合光纤钙成像记录技术和双向主动规避行为学范式，研究人员发现PVT Drd2+神经元在小鼠发生主动规避行为的时刻被激活，即该群神经元的激活编码了主动防御信号。进一步，用光遗传学方法抑制该群神经元后小鼠主动防御行为显著减少。更重要的是，利用相似的实验方法，研究人员发现：1）投射到NAc区域的PVT Drd2+神经元轴突末梢在小鼠发生主动规避行为的时刻被激活，即PVT-NAc环路的激活编码了主动防御信号；2）光遗传方法抑制PVT-NAc环路后，小鼠主动防御行为显著减少，同时被动防御行为显著增加；3）投射到CeA区域的PVT Drd2+神经元轴突末梢不响应主动规避行为，提示PVT-CeA环路与PVT-NAc环路对主动防御的调控可能不同；4）光遗传方法抑制PVT-CeA环路后，小鼠（尤其是低规避组小鼠）主动防御行为显著增加，同时被动防御行为显著减少；5）最后，在同一小鼠中依次抑制PVT-NAc环路和PVT-CeA环路发现，PVT通过这两个不同的神经环路对不同的防御行为进行切换。
总之，这一研究发现防御策略之间的转换受到PVT-CeA环路和PVT-NAc环路相反的双向调控。因此，与之前的PVT 支持恐惧记忆的维持和再现【6,7】的结论不同，该研究结果表明 PVT更偏向于防御行为的选择。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41593-021-00912-7
参考文献
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