中線丘腦迴路決定對視覺威脅的反應！

一個來自美國加州帕洛阿爾托斯坦福大學醫學院斯坦福大學神經科學研究所的課題組，針對人們應對視覺威脅反應的神經基礎進行一系列實驗，結果發表在Nature上。

導語

遇見危險時，我們的身體往往會第一時間本能做出本能反應。

我們的大腦是如何與視覺相結合來感知正在迫近的危險，並驅動適應性行為反應的呢？

VISUAL

THREAT

視覺對於即將到來的威脅，如掠食者，的豐富信息來源。 為了確保生存，視覺威脅必須被感知並與控制內部狀態（例如，喚醒水平）的神經迴路相結合，以便形成適當的行為反應。 然而，這種整合在大腦中的位置是未知的。 對視覺威脅的適應性行為反應分為兩大類：一是可以降低對捕食者可見度（以避免被發現），如靜止或隱藏，二是增強可見性（以避免捕獲）的行為，如逃避或報復性攻擊。

在這裡，科學家以腹中線丘腦（vMT），劍突核（Xi）和連接核（Re）的核心代表大腦網路中控制視覺威脅的行為反應的關鍵樞紐。Re投射到內側前額葉皮層（Re→mPFC）以促進對威脅的對抗性反應，例如尾巴發出聲音。 Re→mPFC通路的激活也增加了有益的自主喚醒。

因此，vMT對於將內部狀態轉化為對感知威脅反應進行分析和歸類很重要。這些探索可能對理解喚醒和適應性決策的障礙，如恐懼症，創傷後壓力和成癮等方面有重要影響。

視覺威脅激活中線丘腦核

恐懼來臨時，小鼠可以通過顫抖或尋求庇護來應對看到的威脅。通過將小鼠放置在黑暗，迅速膨脹，類似於接近捕食者環境（如圖1a）的刺激中，可將上述反應誘發出來。而在危險因素沒有顯現的情況下，或者出現在較弱的視野中，恐懼不會發生（如圖1b）。為了應對危險，小鼠（n = 15，對照）花費了91.9％的時間，要麼保持靜止，要麼隱藏起來。對於剩餘時間（佔8.1％），小鼠則走動（ 6.4％）或跑步（1.7％），其中絕大多數是朝著避難所的方向躲藏。對照組小鼠只花費總時間的一小部分（2％），來進行一種典型的與攻擊相關的行為[6,7,8]。

為了分析決定威脅視覺刺激的行為反應的神經迴路，實驗在鼠腦中檢查了最近活動的神經元的標記c-Fos。 vMT中的神經元被頂部織機高度激活，最大的激活發生在Xi（圖1d-h）。 由於vMT位於主要視覺路徑之外，因此它可能是調節和（或）促進對視覺威脅的行為反應的重要站點。

vMT神經元調節威脅反應

及輸出的不同威脅響應

當小鼠尾巴發出咔噠聲，走路或跑步時，vMT神經元的放電速率顯著增加，但當小鼠靜止時，則不會發生（圖d）。總體而言，當小鼠顯示顯著性增強行為時，vMT觸發顯著增加。但如果在幾天內重複出現同樣的刺激，小鼠就會習慣了他們的反應。

這些數據表明，vMT神經元的激發是根據威脅刺激的新穎程度進行調整的，並且以某種方式預測隨著時間的推移，對視覺威脅的行為反應的變化。

實驗數據指出，激活丘腦中線結構可能造成對威脅刺激的喚醒。其他中線居住的結構，如腹內側下丘腦和中腦導水管周圍，已被其他研究者證實可用來控制攻擊和喚醒。那麼，新的想法出現了，即基於感覺 - 自主調節，後腦，中腦和前腦的中線核是否代表更大的環路？

未來，調整幾個大腦區域的活動的實驗，如中腦導水管周圍灰質，腹內側下丘腦和vMT可以闡明這一想法。 喚醒，獎勵和行動選擇中涉及的環路，與vMT等結構中感知威脅的強烈收斂，也增加了中樞丘腦功能失調成為某些紊亂（如成癮，恐懼症和創傷後應激障礙）的可能性。

參考文獻

A midline thalamic circuit determines reactions to visual threat

Lindsey D. Salay, Nao Ishiko & Andrew D. Huberman

Naturevolume 557, pages183–189 (2018)

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