当危险逼近时,生存本能会保护我们的安全。它会驱使我们远离燃烧的物体,或者避开快速驶来的汽车。同时,它还会调节我们的生理机能,例如心跳加速、瞳孔放大、肌肉供血增加,以此支持这些快速反应行为。不过,目前对于生存本能相关的神经机制仍了解有限,比如大脑如何快速打开静息与行动之间的“开关”,一直是一个谜。
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图片来源:123RF
为什么有的人遇到突发状况能迅速反应,有的人却会“大脑一片空白”?最近,《科学-进展》杂志上的一项研究找到了两个关键脑区:蓝斑核与前扣带皮层。研究团队通过小鼠实验,模拟了人类大脑对自主神经唤醒的反应,如面对压力、威胁或情绪刺激时所产生的心率变化和瞳孔缩放等。
他们发现这两个脑区可以共同控制这些自主神经反应的水平。它们就像调节旋钮,负责调节心率以及瞳孔直径等反应在面对不同情境时的强度。这一发现也为多种神经系统疾病,如酒精使用障碍和帕金森病的治疗提供了全新线索。
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从功能上看,蓝斑核主要负责释放去甲肾上腺素,是已知的自主神经唤醒触发点。前扣带皮层则负责认知控制和行为规划。此前,科学界对蓝斑核的作用已有共识,但不清楚前扣带皮层是否参与,以及如何参与调节唤醒反应。
实验中,研究人员首先向小鼠大脑注射特殊病毒,并植入微型光纤,以便用光脉冲实时开启或关闭特定脑区的活动。同时,他们使用高精度摄像头和分析软件,持续追踪小鼠瞳孔大小的细微变化。
结果显示,当研究人员用光遗传学技术关闭小鼠的前扣带皮层活动时,无论是自发性的还是由声音刺激引起的瞳孔扩张反应,其幅度和持续时间都显著降低。反之,当增加这个脑区的活动时,小鼠的瞳孔扩张会增加,甚至能直接触发小鼠的运动。
与此同时,蓝斑核在上述行为中也必不可少。简单来说,蓝斑核主要负责发出“警报”,而前扣带皮层则负责决定这个“警报”的音量有多大、该持续多久。正是这两个脑区的协同工作,构成了大脑从静息切换到行动状态的神经基础。
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新研究的这一发现,对于理解及治疗某些脑部疾病具有潜在意义。以帕金森病为例,该病最令人困扰的症状之一是“运动启动障碍”,即患者大脑发出了动作指令,身体却反应迟缓甚至纹丝不动。
研究者指出,如果连接“移动意图”和“执行运动”环节的神经过程出现了功能障碍,就可能导致这一症状。根据新研究,帕金森病患者的前扣带皮层可能无法有效发挥调节作用,导致身体无法进入运动前的唤醒状态。未来,研究人员或许可以通过检测或调控这一脑区的功能,来评估、改善患者的运动能力。
而酒精使用障碍患者则相反,他们大多长期处于较高的压力和焦虑水平,交感神经张力过大。而减弱前扣带皮层的调节效应,或许能帮助患者降低对酒精的渴望,减少饮酒行为冲动。
参考资料:
[1] Nithik Chintalacheruvu et al, The anterior cingulate cortex modulates pupil-linked arousal, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adv5652
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