2022年12月3 日，《Nature Communications》期刊在線發表了題為《A circuit from the ventral subiculum to anterior hypothalamic nucleus GABAergic neurons essential for anxiety-like behavioral avoidance》的研究論文，該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、神經科學國家重點實驗室許曉鴻研究組完成。該研究通過在體鈣信號記錄、單通道記錄、光遺傳學和膜片鉗等技術，解析了一條從腹側海馬下托（ventral subiculum, vSub）到前下丘腦核（anterior hypothalamus，AHN）的神經環路，在調節小鼠焦慮樣躲避行為中的作用。 

　　焦慮是一種面對潛在的或者不明確的威脅產生的情緒狀態。以往的研究發現，包括魚類、嚙齒類和靈長類在內的很多物種，在遇到天敵之后都會出現焦慮水平升高的現象，并且抗焦慮藥物的使用可以減少動物面對天敵信號時的躲避行為，這些現象提示，焦慮情緒在進化上也許與天敵防御相關。而大腦中參與天敵防御的核團是否也參與調控焦慮行為，還不是非常清楚。 

　　針對這一科學問題，許曉鴻研究組聚焦到AHN核團。AHN傳統被認為是下丘腦防御系統中的一環。研究者發現當在曠場正中心放置一個小鼠不熟悉的物體，該物體的引入可以顯著增強小鼠的貼壁性和對曠場中心區域的躲避性，提示焦慮水平的上升。通過在體鈣信號記錄，研究者發現AHN的GABA能神經元（AHN^Vgat+）的神經活動在小鼠趨近物體的過程中逐步攀升 (Figure 1)。在體單通道記錄發現，AHN的同一神經元既可以對不熟悉的物體起反應，也可以對代表天敵信號的狐貍尿液起反應。在另一個測試焦慮樣行為的行為學范式十字高架（elevated plus maze, EPM）上，通過在體鈣信號記錄也發現AHN^Vgat+神經元在EPM的開臂上的活動要顯著高于在閉臂上的神經活動。經過相關性分析，AHN^Vgat+神經元在趨近物體時和在EPM開臂上上升的信號都預示著小鼠的躲避行為。當用光遺傳抑制的方法將AHN^Vgat+神經元的神經活動抑制后則可以顯著地降低小鼠由不熟悉物體和EPM開臂引起的焦慮樣躲避行為。利用病毒示蹤和環路研究的方法發現，vSub向AHN傳遞了焦慮相關的信息并調控了小鼠的焦慮樣躲避行為。該研究表明AHN既能處理和天敵刺激相關的信息，也能處理和焦慮相關的信息，揭示了從vSub到AHN的神經環路在小鼠焦慮樣躲避行為中的功能，加深了對焦慮神經機制的理解。 

　　該研究在中科院腦科學與智能技術卓越創新中心許曉鴻研究員的指導下，主要由嚴晶晶博士完成，實驗室成員丁小晶、陳愛曉、張雯等做出了重要貢獻。浙江大學雙腦中心李浩洪團隊（何婷、賀夢鴿），北京生命科學研究所曹鵬團隊（程欣宇、謝志勇）和中科院腦科學與智能技術卓越創新中心徐春團隊（魏川耀）對該研究提供了大力支持。該研究獲得了科技部、中科院、國家自然科學基金委員會、上海市科委的資助。