科学家们发现了大脑情感回路和运动回路之间的直接联系

在高压力的情况下，比如在足球比赛中进球，一些运动员在压力下表现会迅速下降，被称为“窒息”。现在，索尔克研究所的研究人员已经发现了这种现象背后的原因:从大脑的情绪回路到运动回路的单向信号。这项研究于2019年9月6日在网上发表eLife这项研究可能会为治疗强迫症、焦虑和抑郁等运动紊乱疾病带来新的策略，同时有助于脊髓损伤的恢复或压力下的身体表现。

“这一发现非常令人兴奋，因为这是第一次发现一个全面的电路机制，显示情绪状态如何通过大脑某个区域的连接影响运动。大脑被称为基底神经节，这是一个涉及指导行为的区域，”论文的高级作者金歆副教授说。“我们以前对这种途径了解不多，所以它带来了一个全新的研究范式精神疾病以及脊髓损伤。”

以前人们认为，大脑的情绪和运动回路就像平行的闭合电路，各自独立运行，传递重要信息。然而，研究人员怀疑情绪可能会对运动产生一些影响，因为他们观察到，在抑郁等神经精神疾病中，身体运动减少是一种症状，可能与情绪处理中断和动机降低有关。然而，科学家们不太了解每个电路之间的连接，也不知道这些电路是如何相互作用的。

Jin实验室的第一作者、博士后Sho Aoki说:“我们想通过结合前沿的病毒和光遗传技术，探索情感信息如何到达大脑中的运动回路。”

科学家们试图追踪这些因素电路在啮齿类动物模型中更好地理解神经元交流的每一步。他们专注于情绪和运动脑回路，从涉及情绪的区域(内侧前额叶皮层)和涉及运动的区域(初级运动皮层)开始。他们使用了多种基因和病毒追踪工具，包括索尔克教授Ed Callaway实验室开发的技术，来观察大脑中每个回路是如何组织的。

令研究人员惊讶的是，他们发现了一条从情绪回路到运动回路的单向交流途径，途径是大脑深处的一个叫做基底神经节的区域。的基底神经节，包括引导行为的结构，本质上是情绪回路直接影响运动回路控制动作的十字路口。为了证实他们的结果，作者使用了光遗传学，一种利用光控制细胞的技术，来研究该区域神经元的精确功能。他们还研究了与大脑其他部分隔离的每个神经回路，并证实了新的通路。

“抑郁和焦虑等精神疾病会通过减少或增加运动来极大地改变行为。这种机制代表了一种可能的方式，即情绪状态与精神疾病中行为控制的变化有关。”Jin说。

此外，这种单向通信可能与脊髓损伤的恢复有关。研究人员此前关注的是大脑的运动中心，因为脊髓损伤是一个运动问题;然而，由于这些结果表明情感状态可以影响大脑运动中心，体验积极的情绪，如动机，可能有助于患者的恢复过程。索尔克研究报告的共同第一作者、博士后贾里德·史密斯(Jared Smith)和高级研究员李浩(Hao Li)表示，激活情绪中心同样可以刺激运动中心，促进康复。此外，这些结果表明情绪状态能直接影响运动成绩。所以，金建议，也许下次你在比赛中感到焦虑时，只要冷静下来，让行动自己解决。