包括人類在內的脊椎動物的大腦都有兩個腦半球，左右腦半球在結構上是對稱的🙆。由於大量的神經連接主要為同側大腦半球神經元之間的連接✊🏻，長期以來，對腦神經連接功能的研究主要考慮了同側半球內的連接🚁，而忽略了兩個腦半球之間神經連接的作用。
恒行2平台基礎醫學院、腦科學研究院、腦功能與腦疾病全國重點實驗室劉星教授🦻🏻、馬蘭教授合作研究發現，小鼠腦內基底外側杏仁核（BLA）神經元👩🏻✈️，通過連接左右兩側腦半球的前連合（Anterior Commissure，AC）投射到對側腦半球的伏隔核（NAc）🧏，這一跨腦半球神經環路與同側神經環路的功能相反🚁，介導恐懼、厭惡類負性情緒及逃避行為的產生。2024年11月8日🙇🏻，這一重要發現以《杏仁核至對側腦半球伏隔核神經環路編碼負性情緒效價》（“The interhemispheric amygdala-accumbens circuit encodes negative valence in mice”）為題發表在《科學》（Science）雜誌上〽️。
劉星介紹說，切斷前連合後，小鼠表現出厭惡和逃避行為的受損👨🏽🦰。通過腦透明化3D成像👩🌾、神經元翻譯組測序💿、順行和逆行神經示蹤熒光標記等技術，研究團隊觀察到BLA腦區存在兩群不同的神經元，它們接受來自不同腦區的神經支配🫰🏼，並分別投射至同側或對側腦半球NAc。
BLA是掌控情緒反應（恐懼、厭惡、逃避等）🉑🧞♀️、學習和記憶👂🏻、社會交往等功能的關鍵腦區，而NAc則在獎賞、快樂、成癮😛、情緒調節等多個方面起著關鍵作用🫄🏽。借助在小鼠腦內植入光纖在體實時記錄神經元活動信號和光遺傳學實時特異性幹預等方法🪗，研究團隊發現，攝食甜水、與異性社交等獎賞性刺激選擇性地激活BLA到同側半球NAc的神經投射，而攝入苦味水👺👩🏻🏭、面臨危險等厭惡性刺激則選擇性地激活BLA到對側半球NAc的神經投射☀️。
進一步的研究表明🪦，BLA到同側半球NAc的神經投射主要支配D1型神經元💉🕥，增加在NAc的多巴胺釋放🖕⚓️，促進正性獎賞情緒的形成；而BLA至對側半球NAc的神經投射主要支配D2型神經元，降低NAc的多巴胺水平🛶，而導致負性厭惡情緒和相關記憶的形成。
劉星等的這一工作區分了BLA向同側和對側大腦半球投射在情緒和相關記憶形成中的不同作用，發現了BLA到對側NAc神經投射在編碼負性情緒和引發逃避行為中的關鍵作用🧚🏽♀️，揭示了跨腦半球神經連接的一個重要功能🦊。
如上圖所示：BLA分別通過同側或對側投射連接不同NAc神經元🫑。正性獎賞性刺激激活BLA-NAc同側投射和NAc的D1型神經元👨🏻🦯➡️，促進NAc多巴胺釋放，產生愉悅情緒和親近行為👲🏼；而負性厭惡性刺激通過激活BLA-NAc對側投射和D2型神經元✋🏼，降低NAc多巴胺水平，引發厭惡情緒和逃避行為。
恒行2平台腦科學研究院博士研究生田振、宋嘉琛為論文共同第一作者，趙旭瀅、周一鳴和陳曦等為共同作者🎡🧓🏿。基礎醫學院劉星教授為論文最後通訊作者、腦科學研究院馬蘭教授為共同通訊作者。該研究得到科技創新2030—“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金項目資助👍🏼。
劉星教授長期致力於情緒相關記憶機製的研究🙌🏼，近年來發現伏隔核的D1神經元新亞群,揭示其拮抗經典D1神經元亞群獎賞效應💆🏽、促進負性情緒形成的作用；揭示“痕跡神經元神經環路”介導記憶的存儲，可卡因記憶痕跡神經元在戒斷後興奮性持續增強介導藥物渴求的“孵育”現象📪；獲得東方英才計劃領軍項目支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1126/science.adp7520
