Ann Rev Neurosci最新综述：全面总结七种情绪的神经环路机制

情绪是我们体验和行为的基础，影响和激励着我们生活的方方面面。几个世纪以来，各个学科的科学家都对情绪着迷，但即使在今天，关于如何定义情绪以及如何最好地研究其神经基础的激烈争论也比比皆是。情绪的不同方面（意识体验和功能状态）是如何在大脑中实现的？功能性情绪状态如何与有意识的、主观的感觉联系起来？动物有情绪吗？如果有，它们会在多大程度上体验到这些情绪？深入了解这些问题也可能使我们了解情绪障碍的潜在机制，因此具有临床意义。

近日，德国马克斯·普朗克神经生物学研究所情绪环路研究小组Meryl Malezieux等人在Annual Reviews of Neuroscience发表重要综述，该综述回顾了关于跨物种情绪处理背后的神经回路机制的发现[Fig.1]，并试图确定趋同点以及理解情绪如何从神经活动中产生的重要一步。

Figure 1 实验推断不同物种的情绪状态

过去的大多数研究都将情绪视为不同的状态，考虑到明确的功能（在动物模型中）或情绪感受（在人类中）。在这里，作者关注从研究情绪作为不同状态中获得的见解[Fig.2]。

Figure 2 大脑中与情绪有关的大部分重叠和保守的区域

1 恐惧和焦虑的神经回路

从概念上讲，恐惧是由现实的急性威胁引起的，而焦虑是由潜在的、推断的或预期的威胁引起的。恐惧和焦虑涉及重叠但又不同的回路机制。虽然恐惧刺激通常是感觉性的，因此通过丘脑以及初级和联想感觉皮层进行处理，但焦虑触发因素更难定位到特定的输入结构，但可能通过感觉、内感受（即与来自身体的感觉信息相关）和/或认知路径出现。通常，杏仁核、终纹床核（BNST）、腹侧海马（vHPC）和内侧前额叶皮层（mPFC）的协调活动被认为可以评估威胁的存在与否。

恐惧和焦虑回路研究中反复出现的一个主题是功能对抗。这种功能性的对立可以通过多种方式进行调解。例如，虽然从BLA到CeA的兴奋性轴突投射的选择性激活是抗焦虑的，但BLA到vHPC投射的激活是促焦虑的。在BNST中，两个相邻的亚区被证明可以促进或阻碍焦虑。同样，小鼠PFC的两个主要亚区以相反的方式影响恐惧学习：杏仁核接收边缘前皮层的输入促进威胁反应，但来自边缘下皮层的输入抑制了它们。

2 愤怒和攻击的神经回路

愤怒可以被描述为一种负面的功能性情绪状态，由各种厌恶的情况引发。表达愤怒的一种方式是通过攻击；然而，目前尚不清楚所有的攻击行为是出于愤怒还是单独的攻击性情绪状态。

值得注意的是，虽然愤怒在定义上似乎是一种消极状态，但至少在某些情况下，侵略的效价可能是积极的。目前攻击性的神经基础模型涉及几个处理步骤。首先，检测、处理和评估不同的感官输入。表达攻击性行为的阈值受到其他内部状态变量的调节，如压力、生殖、昼夜节律或能量状态。攻击性运动输出通过直接投射到中脑前运动区或间接影响纹状体运动回路和中脑神经调节系统来触发。攻击行为的一个关键脑区是中脑导水管周围灰质（PAG）。对小鼠的研究表明，PAG神经元投射到下颌肌肉，是攻击性咬合所必需的。

虽然攻击性的处理被假设主要发生在皮质下区域，但这些回路受到前脑的严格控制。目前的证据表明，mPFC和LS尤其能通过抑制下丘脑来阻断攻击。mPFC的光遗传学激活会减少，但其激活会促进小鼠的攻击行为。

3 愉悦的神经回路

包括人类在内的动物都会积极寻求食欲刺激。在实现欲望目标（例如，食用食物、从逆境中解脱或实现社会目标）后，会引发积极的情绪状态。积极的情感状态已被证明由两个可分离的过程组成：对愉快（享乐）刺激的追求和急性暴露。这两个过程分别被称为“想要wanting”和“喜欢liking”。虽然想要和喜欢经常同时发生，但它们潜在的神经相关性是可分离的。

想要的状态是由大量大脑区域介导的，通常涉及多巴胺信号传导。虽然多巴胺抑制会减少食欲寻求，但同样的操作不会减少味觉引起的喜欢或愉悦反应。这一证据驳斥了一个长期存在的假设，即中边缘多巴胺系统是快乐状态不可或缺的一部分。事实上，在大鼠和人类身上的证据清楚地表明，多巴胺对于表达或体验快感既不必要也不充分。

对啮齿动物的愉悦信号研究表明，激活大脑中的享乐热点（hot spots）可以增强对甜味的好感反应。在大鼠眶额叶皮质、岛叶皮质、伏隔核内侧壳区（NAc）和腹侧苍白球（VP）内发现了这些热点。刺激前额叶皮层和NAc足以增强好感，但两者都不是必要的；也就是说，损伤不会导致享乐功能的丧失。到目前为止，只有一个脑区被确定为喜欢的必要脑区：VP。

4 厌恶的神经回路

厌恶是一种强烈的功能性情绪状态，虽然厌恶和恐惧的情绪状态都被认为是防御状态，但这些状态的行为表达及其神经相关性是明显可分离的。

厌恶的神经元相关性最近才开始出现，简言之，神经影像学研究发现，岛叶皮层和皮层下纹状体回路的活动与人类的厌恶体验有关。总之，虽然厌恶的感觉触发因素和行为表达与其他情绪状态（如愉悦或恐惧）明显不同，但它们涉及部分重叠的大脑区域，如VP、NAc和岛叶皮层。

5 社交情绪的神经回路

情绪的一个重要且保守的功能是激励社会行为，包括交配、结对、社会群体的一致性、婴儿依恋和亲社会行为。社会情绪是否代表一类不同的可分离状态，是否可以解释为其他情绪状态的一部分（例如，愉悦、攻击或厌恶），或者是否被定义为连续变量，目前尚不清楚。例如，攻击性、交配和父母行为都是由下丘脑中不同的回路组成介导的。共情和亲社会行为被认为依赖于前额叶、扣带回、岛叶皮层以及杏仁核。

6 生理需求状态或稳态情绪的神经回路

身体警报和生理需求状态，如疼痛、饥饿、口渴或疲劳，也被称为稳态情绪。最近对啮齿类动物的研究表明，恐惧、愤怒或愉悦的神经基底与稳态情绪的神经基底往往相互交织，有时甚至重叠。例如，小鼠岛叶皮层中的神经元群编码口渴和饥饿、恐惧和焦虑、疼痛，甚至包括身体疾病的精确信息。

处理经典情绪、社会情绪和稳态情绪的神经元群体的紧密接近或重叠可能有利于比较和调整行动，以应对不同但同时出现的生存需求。

7 内感受和情绪的神经回路

内感受是指身体生理状态的感觉和体验，以及大脑对身体功能的调节。情绪的感受认为强烈依赖于内感受。

迷走神经是身体和大脑之间信息交换的主要途径之一。通过迷走神经传输的信号已被证明在动机和情绪状态中发挥重要作用。对啮齿类动物的研究揭示了介导奖赏寻求和糖偏好的多突触迷走神经上行通路。在人类中，心血管信号会加剧恐惧和焦虑感，并影响恐惧处理和情绪学习。长期以来，人们一直认为内感受、焦虑症和抑郁症之间存在联系，并在岛叶皮层内感受信号的处理中发挥着重要作用。

身体信号会影响情绪的不同方面，如情绪感受、情绪表达和持久性。情绪状态和感觉反过来适应性地调节身体功能。这种循环提示一个有趣的负反馈回路，但人们对其了解甚少。

总结展望：

情绪研究主要依赖于对情绪的精确解读。然而，能够跨越多种情绪状态并足够敏感地揭示情绪特性（包括强度、效价或持久性）的研究却很少。有趣的是，最近一项使用机器视觉方法的研究表明，面部表情可能是精确量化小鼠不同情绪状态的一种好方法。

同样，在过去几年里，行为跟踪和分类领域也发生了一场革命。当然，情绪是在整个大脑的分布式网络中处理的。因此，除了研究单个大脑区域或隔离环路内的神经元机制外，还需要研究与情绪过程相关的全脑活动。

参考文献

Malezieux, Meryl et al. “Neural Circuits for Emotion.” Annual review of neuroscience, 10.1146/annurev-neuro-111020-103314. 14 Mar. 2023, doi:10.1146/annurev-neuro-111020-103314

编译作者：Young（brainnews创作团队）

校审：Simon（brainnews编辑部）