在变化莫测的自然的环境中动物需要不断评估自己的安全状态，当遇到威胁时，能够快速选择适当的行为反应。前额叶皮层参与风险决策、恐惧记忆等多个高级认知功能。

2023年8月30日，南方医科大学梁妃学研究团队在Neuron杂志上发表文章揭示了前额叶皮层亚区前扣带皮层参与安全评估，进行灵活防御性行为。

1.安全状态决定小鼠恐惧反应

 研究人员将小鼠放置在连通的两个箱子中，在自由探索一段时间后它们开始在角落或沿着箱壁建造巢穴，随后的监测期内小鼠更多时间停留在巢穴内。与未经历声音刺激的小鼠相比，经历过声音刺激小鼠建造巢穴的时间更短。与无停留巢穴小鼠相比，待在巢穴中的小鼠在经历声音刺激后的焦虑样水平更低一些。 研究人员发现在小鼠停留在巢穴外期间接受声音刺激后迅速逃跑，而停留在巢穴内小鼠在听到声音刺激后几乎不会向外逃跑。在小鼠呆在假巢穴中听到声音刺激后会迅速逃跑，上述结果表明动物根据对环境安全性评估，灵活地表现出恐惧反应。

图1：安全状态决定小鼠恐惧反应

2.ACC响应安全和危险状态的神经环路

免疫荧光实验发现在安全环境下引起的逃跑行为过程中前扣带皮层（ACC）神经元激活较为显著。随后通过微型镜头记录在不同场景下ACC神经元活性变化，根据其变化可分为响应危险的神经元群（在巢穴内对声音刺激不响应，但在巢穴外听到声音刺激后迅速逃跑过程中响应）和响应安全环境的神经元群（在巢穴内对声音刺激响应以及在返回巢穴期间响应的神经元群）。

为进一步找到调控ACC脑区响应危险和安全环境的神经元群，通过病毒示踪实验发现ACC神经元投射到基底外侧杏仁核（BLA）、背内侧纹状核（DMS）、未定带区（ZI）、上丘（SC）和背侧导水管周围灰质（dPAG)等脑区。光纤钙成像记录到ACC→DMS在不同环境下响应声音信号刺激是固定的，ACC→BLA环路不响应声音刺激，在巢穴内听到声音刺激或返回巢穴时ACC→ZI环路激活，编码安全环境信息，在巢穴外听到声音刺激后ACC→SC环路激活，编码危险信息。

图2：ACC响应安全和危险状态的神经环路

3.ACC不同投射调控逃跑行为

SC在听觉和视觉引起的防御性行为中发挥关键作用。病毒示踪实验和电生理实验发现SC接受来自ACC脑区的兴奋性输入和ZI脑区的抑制性输入，投射到SC脑区的ZI神经元接受来自于ACC脑区的兴奋性输入，表明ACC通过直接环路ACC-SC和间接环路ZI-SC调控SC活性。

光纤钙成像技术记录到在巢穴外声音刺激引起ACC-SC投射活性增加更强，在巢穴内声音刺激引起ZI-SC投射活性增加更强。激活ACC-SC环路神经元活性后可促进小鼠在巢穴内(安全环境)的逃跑行为，不影响在巢穴外的(危险环境)逃跑行为。抑制ACC-SC环路活性后可降低小鼠在巢穴外的逃跑行为。激活ACC-ZI或ZI-SC环路后可促进巢穴外的逃跑行为，抑制上述环路后促进巢穴内逃跑行为。

图3：ACC不同环路调控防御行为

总结

本文发现ACC脑区响应不同场景声音危险刺激下安全和危险信息，通过投射到ZI环路，抑制SC脑区活性，响应安全信息，投射到SC环路响应危险信息。
 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.08.008

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