CM/Pf 对支撑非人灵长类意识的中观回路动力学的贡献

背景：在严重脑损伤后出现的急性意识障碍中，脑损伤的异质性和多样性使得难以从损伤模式直接推断其与意识受损之间的因果联系。因此，在重症监护环境中开展的神经影像学分析主要通过相关性证据，而非因果性证据，为意识理论提供信息。中回路假说提出，丘脑、基底神经节和皮层之间的相互作用支撑了意识相关的神经机制。在其中的关键组成部分中，丘脑板内核被认为发挥核心作用，然而其各自对中回路动力学的贡献仍知之甚少。 方法：在两只猕猴中，我们将对三个丘脑核团［中央中核-束旁核复合体（CM/Pf）、中央外侧核（CL）和内侧背核（MD）］的因果性扰动，与一项需要处理多感觉信息的线索引导行为任务相结合。首先，采用电微刺激比较扰动各靶点所导致的行为后果。随后，在CM/Pf和CL中进行了可逆性药理失活处理，所用药物为蝇蕈醇（muscimol）。最后，利用[18F]FDG PET成像评估了CM/Pf失活（蝇蕈醇）和去抑制（荷包牡丹碱，bicuculline）所引起的大尺度代谢效应。 结果：对板内核的扰动破坏了行为表现，其中以CM/Pf操作后观察到的效应最强且最具可重复性。CM/Pf失活降低了正确反应率，并增加了遗漏反应和错误反应，尤其是在需要更高行为投入的条件下更为明显。重要的是，这些缺陷的出现并无明显证据表明清醒性受到重大损害，因为动物在整个测试过程中始终保持反应性，且闭眼概率并未显著增加。相比之下，CL扰动产生的行为效应较弱，提示这两个板内核具有不同的功能贡献。[18F]FDG PET成像显示，CM/Pf去抑制增加了丘脑、纹状体、苍白球和额叶皮层区域的葡萄糖代谢，而CM/Pf失活则诱导了总体上大致相反的代谢模式。这些发现表明，CM/Pf是中回路中丘脑-纹状体和丘脑-皮层成分的重要调节者。 结论：我们的结果表明，单侧板内核扰动不足以影响清醒性，这提示该功能在中回路中由丘脑水平上的双侧网络介导。CM/Pf表现为对依赖中回路动力学的目标导向行为施加强烈影响的板内核。我们的发现还支持这样一种观点：存在部分不同的板内通路，它们对与意识相关功能的整体状态调节作出差异性贡献；同时，CM/Pf是中回路内关键的丘脑-纹状体枢纽。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.30.741726v1?rss=1

🏷️ 意识障碍 丘脑板内核 CM/Pf 中观回路 非人灵长类 FDG-PET