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探秘小鼠海马下托腹侧：全脑顺向投射的神经奥秘与功能启示

一、引言

1.1研究背景与意义

大脑，作为人体最为复杂且神秘的器官，主宰着我们的思维、情感、行为以及各种生理活动。其内部存在着数以百亿计的神经元，这些神经元相互连接，形成了一个极为复杂且精密的神经环路网络。在这个庞大的网络中，每一个组成部分都承担着独特而关键的角色，它们协同工作，共同维持着大脑的正常功能。海马下托腹侧，作为大脑神经环路中的一个重要节点，近年来受到了科学界的广泛关注。

海马下托是海马结构的重要组成部分，是海马与其他脑区进行信息交流的关键枢纽。它在大脑的神经信息传递和整合过程中扮演着不可或缺的角色。从解剖学角度来看，海马下托与多个脑区存在着广泛而紧密的纤维联系，这些联系构成了复杂的神经环路。其中，海马下托腹侧在整个海马下托区域中具有独特的位置和功能特性。它不仅接收来自海马内部不同亚区的信息输入，还与众多皮层及皮层下脑区建立了丰富的连接，包括前额叶皮层、杏仁核、下丘脑等。这些连接使得海马下托腹侧能够参与多种重要的神经活动，如学习、记忆、情绪调节、空间认知等。

在学习与记忆方面，海马下托腹侧被认为在记忆的巩固和提取过程中发挥着关键作用。研究表明，当动物进行学习任务时，海马下托腹侧的神经元会被激活，并且其活动模式与学习的进程和记忆的形成密切相关。通过对该脑区的干预，如采用光遗传学或化学遗传学技术，可以影响动物的学习能力和记忆表现。在空间认知领域，海马下托腹侧与空间导航和位置记忆紧密相关。神经元在动物处于不同空间位置时会产生特异性的放电活动，为动物提供空间定位信息，进而帮助其完成导航任务。

此外，海马下托腹侧在情绪调节中也起着重要作用。它与杏仁核等情绪相关脑区的紧密连接，使其能够参与情绪的产生、调节和表达过程。当个体处于应激或焦虑状态时，海马下托腹侧的神经活动会发生显著变化，并且通过调节相关神经环路的活动，影响情绪反应。诸多研究表明，海马下托腹侧的功能异常与多种神经精神疾病的发生发展密切相关。例如，在阿尔茨海默病患者中，海马下托腹侧的神经元出现明显的病理改变，包括神经元丢失、突触损伤以及异常的蛋白沉积等，这些变化导致了该脑区与其他脑区之间的神经连接受损，进而影响了患者的记忆和认知功能。在抑郁症患者中，海马下托腹侧的神经活动模式也发生了改变，可能导致其对情绪的调节能力下降，从而加重抑郁症状。在癫痫患者中，海马下托腹侧被认为是癫痫发作的起始部位之一，其神经元的异常放电可通过神经环路传播到其他脑区，引发癫痫发作。

研究小鼠海马下托腹侧向全脑的顺向投射具有重大的科学意义和临床价值。从科学研究角度而言，深入了解其全脑顺向投射模式，能够揭示该脑区在大脑神经环路中的具体连接方式和信息传递路径，有助于我们从神经环路层面深入理解大脑的工作原理，为进一步探究学习、记忆、情绪等高级神经功能的神经机制提供重要的基础。从临床应用角度来看，明确海马下托腹侧投射与相关疾病的关系，能够为阿尔茨海默病、抑郁症、癫痫等神经精神疾病的诊断、治疗和预防提供新的靶点和思路。例如，通过对海马下托腹侧投射神经环路的研究，开发出针对特定神经连接的药物或治疗方法，有望实现对这些疾病的精准治疗，提高治疗效果，改善患者的生活质量。

1.2国内外研究现状

近年来，随着神经科学技术的飞速发展，国内外学者对小鼠海马下托腹侧向全脑的顺向投射展开了广泛而深入的研究，取得了一系列重要成果。

在国外，早期的研究主要运用传统的神经解剖学技术，如辣根过氧化物酶（HRP）标记法、荧光金逆行追踪法等，初步揭示了海马下托腹侧与部分脑区之间的投射关系。通过这些方法，发现海马下托腹侧与前额叶皮层、杏仁核、下丘脑等脑区存在着纤维联系，为后续研究奠定了基础。随着技术的进步，病毒示踪技术逐渐成为研究神经投射的重要手段。利用腺相关病毒（AAV）、伪狂犬病毒（PRV）等作为示踪工具，能够更精确地追踪神经元的投射路径和方向。有研究运用AAV携带荧光蛋白，成功标记了小鼠海马下托腹侧神经元的轴突投射，详细描绘了其在全脑的投射图谱，发现其投射具有高度的特异性和复杂性，不同亚群的神经元投射到不同的脑区，并且在同一脑区内的投射也存在差异。在功能研究方面，国外研究团队采用光遗传学和化学遗传学技术，对海马下托腹侧投射神经元的功能进行了深入探究。通过光遗传学激活海马下托腹侧投射到杏仁核的神经元，能够显著影响小鼠的恐惧记忆和情绪反应；利用化学遗传学技术抑制投射到前额叶皮层的神经元活动，则会导致小鼠的认知功能障碍。

在国内，相关研究起步相对较晚，但发展迅速。近年来，国内科研团队在小鼠海马下托腹侧投射研究领域取得了一系列具有国际影响力的成果。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的研究团队，运用自主研发的荧光显微光学切片断层成像技术（fMOST）与稀疏标记神经元方法相结合