科技日报讯(记者吴长锋)记者11月8日从中国科学技术大学获悉,该校生命科学与医学部及第一附属医院熊伟教授课题组,研究揭示了耳蜗核—脑桥尾侧网状核—脊髓运动神经元这条神经环路在调控惊跳反射行为中的重要作用。该研究成果11月4日发表于《自然·通讯》。
对于包括人在内的所有哺乳动物来说,突然的声音或触觉刺激可以在毫秒时间内诱发机体产生下意识的惊跳反射,也就是我们常说的吓一跳。惊跳反射是一种高度保守的本能防御行为,存在于哺乳动物的整个生命周期,其核心功能在于快速动员多处肌肉收缩,保护眼、后颈部等脆弱部位,并为后续的冻结、逃跑或躲避等高级防御反应争取时间。此外,惊跳反射的强度可反映机体的焦虑水平,其异常增强或减弱与创伤后应激障碍、恐慌症等多种精神疾病密切相关。然而,控制这一快速反射的精确神经环路此前尚不明确。
课题组首先通过c-fos染色、在体电生理记录及在体光纤记录等技术,发现在声音诱发惊跳反射时,位于脑干的脑桥尾侧网状核(RtTg)的谷氨酸能神经元被大量激活。随后,利用光遗传学与化学遗传学手段,研究人员证实特异性激活RtTg谷氨酸能神经元可使小鼠产生典型的惊跳反射行为(表现为弹跳、颈部及后肢肌肉同步肌电活动),而特异性抑制这些神经元则能阻断惊跳反射,且不影响运动协调、步态、感知觉等其他行为,表明RtTg是惊跳反射的关键中枢。
进一步的病毒示踪实验揭示了完整的神经通路:RtTg谷氨酸能神经元直接接受来自耳蜗核(CN)的兴奋性投射,后者是听觉信息的初级中继站;而RtTg神经元的下游则直接投射至脊髓运动神经元,最终快速驱动颈部及四肢肌肉产生收缩反应。这一发现不仅阐明了惊跳反射从听觉输入到运动输出的核心环路,也为理解与该反射异常相关的精神疾病机制提供了新线索,并可能为相关疾病的诊断与干预靶点开发奠定基础。