Nature Neuroscience：肖雄/邓菡菲/徐富强/肖雷合作揭示基底神经节调控刺激显著性的神经环路机制

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

在复杂多变的外部环境中，大脑每时每刻都会接收大量感官信息。然而，并非所有信息都会被同等处理。某些刺激会因为其物理特征、当前内部动机状态或行为相关性而从环境中“脱颖而出”，优先获得大脑的注意、加工和记忆。这类刺激通常被称为“显著性刺激”（salient stimuli）。大脑如何识别和动态调节刺激的显著性，是理解学习、决策、情绪调控以及适应性行为的重要科学问题。

2026 年 6 月 26 日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心肖雄团队、复旦大学脑科学研究院邓菡菲团队、中国科学院深圳先进技术研究院徐富强团队及复旦大学脑科学研究院肖雷团队合作（陈爱晓、李云静、朱航飞、崔潇为论文共同第一作者）在Nature Neuroscience期刊发表了题为：Striatal control of amygdalar acetylcholine release during salience-associated processing 的研究论文。

该研究发现，伏隔核（NAc）中 D1 和 D2 两类神经元可通过相反的环路机制调控杏仁核乙酰胆碱释放，从而动态调节大脑对刺激显著性（salience）的表征，并进一步影响强化学习行为。该发现将纹状体 D1/D2 通路的功能认识从经典的运动控制和奖赏/厌恶价值调节，进一步拓展到对“刺激重要性”或“行为相关性”的动态赋值过程。

在这项最新研究中，研究团队首先检验了基底外侧杏仁核（basolateral amygdala，BLA）中乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）信号对显著性的动态表征。研究人员通过改变偶联学习任务结构、调节动物渴水状态等方式，系统检测小鼠 BLA 中 ACh 信号如何随环境和内部状态变化而改变。结果发现，BLA 中的 ACh 信号能够动态反映刺激的显著性：当刺激对动物当前行为更重要时，ACh 信号增强；当刺激的重要性降低时，ACh 信号也随之减弱。这表明，BLA 中的 ACh 信号并不是简单反映外部刺激的客观属性，也不是单纯编码奖赏或厌恶价值，而是根据当前任务需求、内部动机状态和过往经验，对刺激的重要性进行动态赋值。

进一步，为解析 BLA 中 ACh 信号的上游调控机制，研究团队结合神经示踪、光遗传学、脑片电生理和在体钙信号记录等方法，发现投射至 BLA 的胆碱能纤维主要来源于基底前脑无名质（substantia innominata，SI）亚区。与此同时，NAc 中的 D1 和 D2 表达神经元均可密集投射至 SI 区域。进一步记录显示，这两类 NAc 神经元在 SI 中的投射末端对显著性刺激呈现出明显不同的活动模式。

环路解析实验表明，NAc D1 和 D2 神经元通过不同的突触连接方式，对 SI 胆碱能神经元产生相反调控作用。其中，D1 通路主要通过去抑制机制增强 SI 胆碱能神经元活动，而 D2 通路则通过直接抑制机制降低 SI 胆碱能神经元活动。两条通路由此以相反方向调节 BLA 中的 ACh 释放水平，进而影响刺激显著性的神经表征。进一步结合光遗传操控、行为学分析和药理学实验，研究团队发现，分别操控 NAc D1 或 D2 神经元到 SI 区域的投射末端，可以相反地影响小鼠在偶联学习任务中的学习进程。这一结果说明，NAc-SI-BLA 环路不仅参与显著性信息的神经表征，也直接影响动物如何根据重要经验更新行为。

该研究的重要意义在于，它拓展了对纹状体 D1/D2 神经元功能分工的经典认识。传统观点主要从两方面理解 D1 和 D2 神经元的相反作用：一是在运动控制中，D1 相关直接通路促进动作输出，而 D2 相关间接通路抑制动作输出；二是在强化学习和情绪行为中，D1 和 D2 神经元分别与奖赏和厌恶价值处理密切相关。该研究进一步揭示，腹侧纹状体中的 D1 和 D2 表达神经元还可以通过相反的环路机制调控基底前脑胆碱能系统，从而控制杏仁核对显著性刺激的动态表征。换言之，D1/D2 通路不仅参与“做不做动作”或“趋近/回避”的调控，也参与判断外界信息是否足够重要、是否应当被优先学习和记忆。

综上，该研究系统揭示了腹侧纹状体通过基底前脑胆碱能系统调控杏仁核显著性表征的神经环路机制。该发现为理解大脑如何根据环境变化和内部状态动态评估刺激重要性提供了新的机制框架，也为解析学习异常、情绪障碍等精神疾病中的信息赋值异常提供了重要切入点。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41593-026-02353-6