一种实现快速可靠逃逸的细胞性中脑机制

内容形式：摘要译文

逃离威胁是最古老、最保守的感觉运动转换之一，必须满足两项相互竞争的要求：既要快速可靠，因为未能逃离真正的威胁可能导致死亡；又要具有选择性，因为不加区分地逃跑会消耗能量并错失资源。速度与可靠性要求系统具有较低的阈值，能对哪怕最轻微的危险迹象作出反应；而选择性则要求阈值较高，以滤除无害刺激。然而，这两者必须同时实现。既往研究已发现实现选择性的机制，但在识别出真正威胁后，哺乳动物脑如何实现快速且可靠的逃逸，仍属未知。在此，我们通过对行为状态下小鼠导水管周围灰质背侧部（dPAG）神经元进行全细胞记录，发现逃逸回路通过单细胞层面的高内在兴奋性来化解这一矛盾。我们发现，在探索行为期间，dPAG神经元的膜电位虽未达到动作电位阈值，但只需少量电流便可使其放电。威胁刺激会使突触输入率略有增加；由于神经元具有高兴奋性，这一变化会产生持续的去极化电压阶跃，进而驱动放电和逃逸行为。单个dPAG神经元在逃逸试次与未逃逸试次中的反应相似；决定是否逃逸的是被募集的dPAG神经元群体所占比例。我们通过对自由活动小鼠进行单单位记录，证实了这一发现。膜电压阶跃反应也不随威胁类型而改变；相比之下，上丘神经元的膜电位动态则反映刺激身份。这些发现揭示了一种实现快速、可靠逃逸的单神经元机制，in

dPAG 神经元较高的内在兴奋性将稀疏的威胁诱发性突触输入转化为快速且刻板的电压信号，从而将多样化的威胁表征转化为统一的逃逸指令。

关键词：导水管周围灰质 · 逃逸行为 · 神经元内在兴奋性 · 威胁防御回路 · 群体神经编码

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.734238v1?rss=1