文献速递 | 迷走神经调控与焦虑行为及相关的大脑区域振荡的研究

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/ 2024.01.26

引言

迷走神经对情绪和精神疾病有着至关重要的影响。然而，迷走神经（VN）对情绪的反应及其相关病理变化的详细神经生理学动态仍不清楚。在这项研究中，研究团队证实颈迷走神经（VN）的尖峰率会随着高架加迷宫试验（EPM）中焦虑行为的变化而变化，而这些变化在应激易感雄性小鼠中被消除。此外，迷走神经的瞬时尖峰率分别与前额叶皮层（PFC）和杏仁核（AMY）中2-4赫兹和20-30赫兹振荡的功率呈负相关和正相关。振荡也会随高架加迷宫（EPM）中的行为状态而发生动态变化，在应激易感小鼠和迷走神经切除小鼠中不再观察到这些变化。慢性迷走神经刺激恢复了行为相关神经元振荡，应激易感小鼠的行为状态也随之改变。这些结果表明，迷走神经与大脑的生理交流是焦虑和情绪障碍的基础。

该文献主要探讨了压力如何影响迷走神经（VN）活动，进而影响焦虑行为以及与之相关的大脑区域——前额叶皮层（PFC）和杏仁核（AMY）的神经振荡。研究团队使用了雄性C57BL/6J小鼠，并通过社交挫败（SD）压力实验将它们分为对压力敏感和抵抗的两组。通过测量它们在高架十字迷宫（EPM）测试中的行为，研究人员发现，受压力影响的小鼠在静止期间迷走神经的尖峰率减少，表明其内在的迷走神经活动在静止期间降低。

实验进一步显示，迷走神经的尖峰模式与PFC和AMY区域的振荡有关。具体来说，迷走神经尖峰率与PFC和AMY区域中2-4Hz和20-30Hz振荡的强度呈负相关和正相关。这些振荡在EPM测试中的行为状态下也发生了动态变化，但在对压力敏感和经过迷走神经切除（vagotomy）的小鼠中未观察到这些变化。长期的迷走神经刺激能恢复这些受压力影响的小鼠的行为相关神经振荡。

研究还发现，PFC区域的LFP（局部场电位）模式在对压力敏感的小鼠中受到破坏，这与迷走神经功率变化的结果一致。相比之下，对压力有抵抗力的小鼠则显示出正常的PFC LFP模式。这些发现表明，迷走神经活动与PFC-AMY电路中与焦虑相关的LFP模式的变化紧密相关，而这在对压力敏感的小鼠中被破坏了。

最后，研究人员通过切断小鼠左侧的迷走神经（vagotomy），发现这种物理干预导致了与焦虑相关的行为，并破坏了PFC-AMY电路中LFP功率变化，进一步证实了迷走神经在形成与焦虑相关的PFC-AMY电路LFP模式中的关键作用。总体而言，这项研究揭示了迷走神经调控在调节焦虑行为以及与之相关的大脑区域振荡中的重要作用，为理解焦虑和心理疾病的神经生理机制提供了新的见解。

背景：耳鸣是听觉系统疾病最常见的症状。它影响着数百万人的生活质量，但在大多数情况下仍无法治愈。迷走神经刺激（VNS）疗法是一种治疗主观性耳鸣的潜在新疗法。本研究采用经皮迷走神经刺激（tVNS）结合音调治疗水杨酸盐诱发的耳鸣，因为水杨酸盐是快速诱发耳鸣的一种可靠而方便的方法。

方法：将 Wistar 大鼠分为单独声刺激组（AS，n = 6）、单独 tVNS 组（n = 6）和 tVNS 与 AS 组（n = 6），进行行为和 电生理测试。他们通过听性脑干反应 (ABR)、前脉冲抑制 (PPI)、声性惊跳的间隙前脉冲抑制 (GPIAS)、社会交往和攻击行为测试。

结果：注射水杨酸后，tVNS组和单纯AS组GPIAS试验的抑制百分比明显降低，而注射水杨酸的 tVNS 组则没有明显降 低。注射水杨酸后，tVNS组（含或不含 AS）之间GPIAS测试的平均百分比没有明显差异。注射水杨酸盐前后，单纯AS 组的社会交往有明显差异，但其他组没有明显差异。此外，攻击行为测试结果显示，单纯强直性脊柱炎组在注射水杨酸盐后攻击行为明显增加，而 tVNS 组（无论是否注射强直性脊柱炎）则无明显差异。

结论：目前的研究表明，单独应用 tVNS 可改善社交互动和情绪，减轻水杨酸盐诱发的耳鸣严重程度。此外，tVNS与声学刺激相结合可预防水杨酸盐诱发的耳鸣。