基底外侧杏仁核群的心理功能的细胞机制分析

秦晶

摘 要：对杏仁核功能的研究包括宏观尺度的影像分析，中间尺度的纤维环路分析，以及单细胞尺度的微观分析。受海马的概念细胞的启发，选择从单细胞活动机制的角度切入，整理了基底外侧杏仁核群中效价细胞、显著性细胞、中间抑制性细胞等的一些活动规律。不论是心理的活动还是外在的行为都要落实到细胞上，而细胞与细胞并不相同，它们是存在功能差异和位阶差异的，正是细胞组成的网络的动态活动构成了人和动物的心理和认知。

关键词：效价;效价编码;中间细胞

中图分类号：F24     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.09.049

基底外侧杏仁核群（basolateral complex of the amygdala，BLA）是人的杏仁复合核内最大，分化最好的核群。它包括外侧杏仁核（lateral amygdala，LA），杏仁基底核（basal amygdala，BA）和杏仁副基底核（basomedial amygdala，BM）。杏仁核外侧基底核团的细胞类型包括谷氨酸能主细胞和抑制型中间细胞。

对刺激效价的识别是具有生物适应价值的。杏仁核对刺激的效价敏感，它编码刺激是好还是坏，是有利还是不利。实际上每一个受杏仁核编码的刺激效价都会落在“好”和“坏”的连续区上，这对确保产生合适的后续行为反应是非常重要，比如是选择趋近和获得食物，安全和社交伙伴，还是对危险产生警惕，回避或进攻行为都需要先判断这个刺激是好还是坏。

1 效价编码细胞

1.1 基底外侧杏仁核群编码的效价

基底外侧杏仁核群既编码正性效价，也编码负性效价。传统观点认为，杏仁核是恐惧，焦虑等负性情绪的核心脑区，编码负性情绪，实际上基底外侧杏仁核也编码正性效价。有研究显示损毁杏仁核也将损坏奖赏型条件反射环路，比如损坏外侧杏仁核将不能建立由安非他命刺激绑定的位置偏好（Hiroi N，et al.，1991），损坏中央杏仁核将不能对奖励刺激产生朝向反应（Gallagher M，et al.，1990）。而且，小鼠实验也发现，基底外侧杏仁核群不仅编码视觉，听觉的效价刺激，也编码嗅觉和味觉的效价刺激，比如小鼠会编码甜水和食物小球（Sanghera MK，et al.，1979; Schoenbaum G，et al.，1998; Tye KM，et al.，2008; Uwano T，et al.，1995）。

1.2 基底外側杏仁核群的固定的效价编码细胞

一项最近的研究提出证据 证明基底外侧杏仁核群中的效价特异化的细胞总体（ensembles）一旦形成，就不可改变（Redondo RL，et al.2014）。也有研究证明有部分的外侧杏仁核细胞稳定的参与恐惧和奖励的记忆线，基底杏仁核中也存在这样的细胞。效价细胞是将物理特征和其效价做合并编码的，要注意的是该细胞只会特异的对具有结果效价的物理特征放电，而不是单纯对线索的物理特征放电（Hsiang H-LL，et al.）。也就是说如果某个线索没有效价价值，那么效价细胞不会对其放电。

1.3 中间抑制型细胞的角色

从上文分析可知，效价细胞不会改变编码，那么就需要其它细胞来实现编码的灵活性。研究发现，生理上显著的刺激和其条件刺激可以改变抑制型的中间细胞，而抑制型的中间细胞是主细胞放电活动的门控细胞（gate）。比如我们发现在非条件刺激（US）条件下，当PV细胞 （一种中间细胞，与BLA主细胞的胞体有突触联结，在足部电击时会受到抑制，由此使得BLA的主神经细胞实现了去抑制，开始放电;而在条件刺激（CS）条件下，PV细胞抑制了SOM型中间细胞（这种中间细胞与主神经细胞的部分树突有突触联结），以此实现对输入驱动的活动都去抑制。

有趣的是，在体记录PV和SOM细胞的活动发现它们的角色不止于上面的模型。发现有相当一部分的中间细胞的亚型对条件刺激和非条件刺激的反应方式与上个模型中描述的方式相反。说明在基底外侧杏仁核群的中间细胞中存在有拮抗功能的平行环路，管理着编码正性和负性效价的细胞的放电活动。而平行竞争网络之间的相互抑制就可以实现编码状态的灵活切换，体现了抑制型中间细胞对杏仁核功能网络的塑造作用。

1.4 控制与重塑效价编码

来自额叶的长距离投射神经与中间细胞和夹层细胞存在突触联结，从而可以借由调控中间细胞网络来调节杏仁核的效价活动（Cho J-H，et al.，2013）。新证据显示，主细胞上的抑制突触可以随着经验改变，比如消除训练能增加PV胞体突触对在恐惧学习中激活的主细胞的联结，也就是说当线索的价值改变时，抑制细胞网络可以改变基底外侧杏仁核对原刺激的编码结果（Trouche S，et al.，2013）。

2 显著性编码

显著性编码是效价编码的有效补充。刺激的显著性就是刺激的强度，而且它是大脑在对刺激进行编码的时候的第二编码维度，这与心理学中的情绪模型理论也是一致的。研究显示，一些基底外侧杏仁核群的放电单元对恐惧线索和奖励线索都放电（Belova MA，et al.，2007;Sangha S，et al，2013），而且这些放电的细胞都与自主神经系统之间有直接的联结。这些联结体现了对刺激显著性的加工可能对唤醒和注意的过程发挥作用。

3 功能网络假说

和海马中的概念细胞一样，基底外侧杏仁核群中的效价细胞是分散存在的，并不像初级视觉皮层的细胞那样，即具有相同相近感受野的细胞汇聚在一起。所以说编码相反效价的细胞在生理地图上不能被截然分开，而是混合在一起（Shabel SJ，et al.，2009; Zhang W，et al.2013）尽管位置上分开，但是它们对相同效价的信号的放电，比对相反信号的放电呈现出更高的关联性，这也就支持了功能网络的假说。

4 基底外侧杏仁核群对其它脑区的影响

杏仁核中的信息如何影响下游的皮层环路就是非常有趣的问题。杏仁核发出的信号在新皮层中的作用似乎与缜密的计划行为并不紧密相关，而是主要参与决策环节中巴浦洛夫条件反射的行为反应。

基底外侧杏仁核对伏隔核（NAc）有大量投射，伏隔核的作用是调整对自然奖励和药物奖励的提示线索的动机行为，因此“基底外侧杏仁核—伏隔核”投射使得线索的效价信息可以直接影响动机行为。基底外侧杏仁核对海马有大量投射，电刺激基底外侧杏仁核会破坏海马CA1区的长时程增强活动的诱发。

一般认为腹内侧前额叶（vmPFC）对杏仁核的活动具有抑制作用。腹内侧前额叶与基底外侧杏仁核有相互的联结，它还投射到夹层细胞中并因此抑制中央杏仁核中部分的神经活动。人类的fMRI研究显示，腹内侧前额叶和杏仁核在条件性恐惧的消退和对负性情绪的自主控制中的活动是负相关（Urry HL，et al.，2006; Johnstone T，et al.，2007; Delgado MR，et al.，2008）。

综上，基底外侧杏仁核群中存在特异性的效价编码细胞，而且是固定效价编码，不会由于输入刺激的改变而改变所编码的效价。同时，也存在刺激显著性的编码细胞。如果将效價编码细胞和显著性编码细胞视为固定元件，那么中间抑制性细胞的存在则为整个神经网络的可塑性（学习）创造了条件。目前发现，中间抑制性细胞分为两个平行的拮抗系统，因而可以在去抑制主细胞的活动中实现灵活的转换。另外，腹内侧前额叶与基底外侧杏仁核的抑制性中间细胞和夹层细胞的联结也可以再次证明，抑制性中间细胞在网络编码中的重要地位。

参考文献

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