动机行为也称为趋利避害行为，中脑边缘多巴胺系统对于调控动机行为至关重要。该系统的功能紊乱与多种情绪障碍疾病相关，比如：抑郁症、成瘾和精神分裂症等。动机行为主要受内在需求、情绪状态和环境刺激共同驱动。然而外界刺激是如何将信息传递给腹侧被盖区的多巴胺能神经元并影响了动机行为，一直是神经科学领域的重要科学问题。杨鸿斌博士一直聚焦于解码不同动机行为的神经环路调控机制，比如解析了“奖赏信息”是如何在伏隔核和VTA多巴胺神经元之间被精确传递；疼痛是如何通过臂旁核-黑质环路抑制VTA多巴胺神经亚群编码负性情绪行为]；脑干被盖区抑制性神经环路参与调控先天性恐惧样的负性情绪行为等。不愉悦的感觉刺激会导致伏隔核相关亚区多巴胺释放降低和增加厌恶反应。脑干被盖区的GABA神经元响应多种不同的厌恶性刺激，但LDT GABA能神经元是否是通过作用中脑边缘多巴胺系统来编码负性情绪行为？以及调控的方式又是如何？目前还不清楚。

近日，浙江大学脑与脑机融合前沿科学中心、浙江大学医学院附属精神卫生中心和良渚实验室杨鸿斌研究员团队在神经科学期刊《Neuron》上在线发表题为“Dopamine Release and Negative Valence Gated by Inhibitory Neurons in the Laterodorsal Tegmental Nucleus”的研究论文，该工作在前期工作的基础上，进一步揭示LDT的两群具有特异性标记物的GABA能神经元通过不同的神经环路参与调控中脑边缘多巴胺系统和动机行为。LDT Reelin阳性的长投射神经元可通过直接抑制VTA 多巴胺神经元导致厌恶行为； Sst阳性的中间神经元会通过去抑制机制，影响下丘脑兴奋性神经元，间接的调控中脑边缘多巴胺系统和相应动机行为。

一、LDT GABA神经元双向响应奖赏及厌恶刺激

研究人员首先应用光纤钙成像记录技术检测LDT GABA神经元响应不同刺激的情况（图1A），结果显示LDT GABA神经元响应厌恶性刺激时被激活而响应奖赏性刺激时被抑制（图1B）。鉴于光纤记录法只能检测群体神经元活动，为了进一步观测单个神经元的活动情况，研究人员又应用了双光子或微型钙成像技术（图1C），结果提示当给予电击及吹气刺激时，大部分LDT GABA神经元被激活（图1D）。

图1. LDT GABA神经元对各种不愉快的刺激作出反应

二、激活LDT GABA神经元直接抑制VTA DA神经元并编码厌恶

团队应用膜片钳技术验证了LDT GABA神经元直接抑制投向NAClat的VTA DA神经元。通过光遗传学技术激活LDT GABA神经元后，光纤记录发现NAclat DA释放下降，并实时条件性位置偏好实验提示小鼠厌恶给光侧（图2）。

图2. LDT GABA神经元直接抑制侧侧VTA DA神经元并编码厌恶

三、投射VTA的LDT GABA神经元表达Reelin

团队结合逆行和顺行示踪技术发现Sst阳性的LDT GABA中间神经元很少投射到VTA（图3 A-C）。通过结合逆行示踪技术和免疫荧光染色发现大部分投射VTA的GABA能神经元表达Reelin。

图3. 远程投射VTA的LDT GABA神经元表达Reelin

四、抑制LDT GABA神经元间接抑制VTA DA神经元

团队通过光遗传技术抑制LDT GABA神经元同样出现NAclat DA释放下降。当化学遗传抑制LDT GABA 神经元后von Frey测痛实验显示疼痛阈值显著下降，在NAclat给予D1激动剂（SKF81297）之后疼痛阈值上调。而在条件性位置偏好实验中当化学遗传抑制LDT GABA 神经元后小鼠显示厌恶给CNO侧（图4）。通过膜片钳技术验证抑制LDT GABA神经元去抑制下丘脑兴奋性神经元（图5）。

图4.LDTGABA神经元的抑制降低了NAcLat中DA的释放

图5. LDTG ABA神经元抑制通过局部减少到下丘脑细胞的兴奋驱动以减少NAc DA释放

本研究鉴定了LDT存在两群表达特异性分子标记物的抑制性神经元，即表达Sst的神经元通过下丘脑途径抑制VTA的多巴胺神经元，而表达reelin的神经元直接抑制VTA的多巴胺神经元。目前有Sst-Cre小鼠品系，本研究可以直接研究LDT的Sst阳性神经元的功能，但是由于缺少Reelin-Cre小鼠品系，本研究无法特异性操控LDT的Reelin阳性神经元。因此LDT的Reelin阳性神经元的功能有待于进一步探索。