a-f 光遗传学抑制LPBVGLUT2 →SNR对福尔马林试验中lick相关行为学和机械性痛阈的影响 。 g-m 光遗传学抑制LPBVGLUT2 → SNR对神经结扎模型动物的机械痛阈、热痛阈和条件性位置偏爱的影响 。
接下来 ， 研究人员解析了当LPB →SNR通路被激活时 ， SNR的GABA能神经元的下游通路如何影响VTADA神经元 。
首先 ， 研究人员利用在体电生理记录发现 ， 当光激活LPB →SNR时 ， 所记录的57%的SNR神经元增加了放电 。 并且这些神经元在pinch、heat或shock刺激下也增加了放电 。
图5.接受LPB投射的SNR神经元被多种伤害性刺激所激活 。
然后 ， 利用顺行跨突触示踪技术 ， 研究人员发现接受LPB投射的SNR神经元不仅投射到VTA ， 而且大量回返投射到LPB中LPB →lateral VTA所在亚区 。
基于这一解剖学特征 ， 研究人员提出问题：SNR的GABA能神经元是否直接抑制VTADA神经元 ， 以及是否通过抑制LPB →lateral VTA从而间接抑制VTADA神经元？
结合光遗传学和离体电生理记录 ， 研究人员发现SNR与VTA →NAcLat神经元形成抑制性突触连接 ， 与LPB → VTA神经元也形成抑制性突触连接 。 SNR的GABA能神经元的激活能够抑制LPB → VTA神经元的自发性放电 。 因此 ， 实验结果验证了SNR能够直接和间接抑制VTA神经元 。
研究人员还验证了利用光遗传学激活LPB →VTA神经元能够缓解炎症性疼痛模型诱导的疼痛行为学反应 。
图6.接受LPB投射的SNR神经元直接和间接支配VTA的DA神经元 。
a-b 接受LPB投射的SNR神经元投射到VTA和LPB中LPB →VTA所在亚区 。 c-f 对接受SNR投射的VTA → NAcLat和LPB → VTA神经元的电生理记录 。 g-i 光遗传学激活SNR的GABA能神经元时 ， 对接受SNR投射的LPB → VTA神经元的电生理记录 。 j-l 光遗传学激活LPB → VTADA神经元对福尔马林试验的lick相关行为学的影响 。
最后 ， 研究人员解答了疼痛是否通过LPB介导的通路抑制NAcLat中DA的释放 。 利用在体光纤钙信号记录 ， 当用光遗传学激活SNR →LPB时 ， 研究人员记录到了NacLat中的DA神经元的活动显著降低 。 并且 ， 选择性消融LPB→ SNR显著缓解了疼痛诱导的DA释放减少 。
图7.LPB参与疼痛诱导的体内DA释放的减少 。
a-e 光遗传学激活SNR →LPB的神经纤维时 ， 对VTADA投射到NAcLat和NAcMed的神经纤维的钙信号记录 。 f-i 选择性消融LPB → SNR对tail shock和tail pinch引起的NAcLat中DA荧光指示剂（dLight1.2）信号的影响 。
总 结
综上所述 ， 该研究揭示了痛觉信号通过脊髓-臂旁-中脑环路抑制伏隔核中多巴胺的释放 ， 加深了我们对于疼痛影响大脑中多巴胺活动的理解 。
图8.通路模型图 。
痛觉信号经脊髓后角、脑桥投射到中脑 ， 抑制投射到伏隔核的DA神经元 。
参考文献
Verssimo J Verhaeghen P Goldman N Weinstein M Ullman MT. Evidence that ageing yields improvements as well as declines across attention and executive functions. Nat Hum Behav. 2021 Aug 19. doi: 10.1038/s41562-021-01169-7. Epub ahead of print. PMID: 34413509.
编译作者：Hong CL（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）
【空间站|疼痛影响大脑中多巴胺活动（fMOST技术再次助力神经环路研究）】
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