罗格斯大学研究团队发现与自主神经反应相关的大脑活动，为理解行为和神经障碍开辟了新途径
当危险潜伏时，本能让我们保持安全。它迫使我们逃离燃烧的建筑物或将持刀攻击者制服在地。它还调整我们的身体生理机能以支持这些行为。
生存有助于解释原因。但将大脑和身体联系起来的机制——休息和行动之间的"开关"——长期以来一直笼罩在神秘之中。
新不伦瑞克罗格斯大学的一个研究团队认为他们可能已经确定了一个关键机制，这一发现可能为如何诊断和治疗各种神经系统疾病（如酒精使用障碍和帕金森病）提供重要线索。
在《科学进展》杂志发表的一篇论文中，罗格斯文理学院细胞生物学和神经科学系助理教授拉菲克·胡达（Rafiq Huda）与主要作者尼西克·钦塔拉彻鲁夫（Nithik Chintalacheruvu）——研究进行时实验室的本科生——报告了一系列模拟人类大脑对自主神经唤醒反应的小鼠研究——即交感神经系统对中性、压力、威胁或情绪刺激的非自愿反应。
胡达说："我们发现的是大脑中可以控制这些自主神经反应增益以应对运动和环境刺激的区域。它就像一个旋钮，调节我们的心率和其他交感张力指标（如瞳孔直径）在这些情况下的反应强度。"
休息时的心血管和代谢需求与行动期间的需求大不相同。为了评估触发和调节自主神经反应的机制，胡达和他的团队研究了两个大脑区域——释放神经递质去甲肾上腺素的脑干核蓝斑核，以及负责认知控制的前额叶脑区前扣带回皮层——在运动和感觉刺激期间的反应。
先前的研究已将蓝斑核确定为自主神经唤醒的触发器。前扣带回皮层在此过程中的作用尚不明确。
胡达和他的团队推测前扣带回皮层可能控制自主神经反应的强度。例如，当我们听到突然的噪音时，如果我们的心跳加速或手掌开始出汗，可能是前扣带回皮层在起作用。
测试这一理论需要一个多步骤的实验。首先，胡达和同事们给小鼠注射了病毒。然后，他们将微小的光纤植入动物的大脑。在某些实验中，当光纤被激活时，它们向目标蛋白传递光脉冲，可以在实时打开或关闭大脑活动。在其他实验中，光纤允许记录与自主神经变化相关的大脑活动。
接下来，研究人员设置了一个带有定制机器视觉软件的摄像机，以记录小鼠瞳孔的变化作为交感张力的测量。与人类一样，小鼠在运动发生前瞳孔大小会发生细微变化，并随着活动强度的增加而继续扩大。
在摄像机对准眼睛后，研究人员打开了光纤并等待。
胡达表示，他们发现强有力的证据表明，这两个大脑区域协同工作以触发和调节唤醒事件。当前扣带回皮层的活动被关闭时，唤醒事件被抑制。当该区域的活动加速时，胡达说瞳孔扩张"显著增加"。小鼠甚至被触发开始移动。
胡达表示，将这些结果与运动和压力诱发的行为状况联系起来需要更多的研究，但证据指向这个方向。
考虑帕金森病。
胡达说："该疾病的主要症状之一是无法开始运动。如果你的意图与准备身体执行这些运动的过程之间存在功能障碍，这可能有助于解释该疾病最致残的症状。"
未来的研究将测试前扣带回皮层对自主神经调节的变化是否可能是导致帕金森病运动挑战的原因。
胡达表示，这些发现也可能对酒精使用障碍产生影响，他和他的团队正在通过美国国立卫生研究院的资助探索这一问题。由于酒精使用通常与压力和高基线交感张力相关，胡达正在研究是否可以调节反应旋钮——前扣带回皮层——以控制渴望或减少依赖。
胡达表示，这项研究尚处于早期阶段，但对调节对外部压力源的负面生理反应的影响是深远的。
他说："我们相信我们的发现将具有变革性，不仅对研究唤醒和前额叶皮层的研究人员，而且对广泛关注健康和疾病中皮层信息处理和皮层-皮层下相互作用的科学家而言。"
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