Nature：科学家发现关键的神经回路，有望解锁大脑中的“情绪推理”中心

在探索人类情感的复杂世界中，科学家们一直在努力解开大脑如何处理和学习情绪的谜团。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Prefrontal encoding of an internal model for emotional inference”的研究报告中，来自日本理化学研究所（RIKEN）脑科学中心的科学家们通过研究在大鼠大脑发现了一个关键的神经回路，这一回路使得通过推理学习情绪成为可能；文章中，研究人员首次揭示了大脑如何编码类似人类的情绪内部模型。

想象一下，一个孩子经常看到一只黄蜂在家附近的树林中的巢穴进进出出，有一天，孩子第一次被黄蜂蜇伤，这种可怕的体验不仅改变了其对黄蜂的情绪反应，也改变了对巢穴本身的情绪反应，从此即使没有黄蜂在场，看到巢穴也会让孩子感到焦虑，变得警惕和谨慎。在这个场景中，孩子的大脑建立了一个内部模型，其会将负面体验与巢穴的视觉表征联系起来，即使巢穴在恐惧事件发生时并不在场。

这种通过推理来学习情绪的能力，是人类高级情感处理的一个重要特征，这项研究正是为了理解这种高级情感处理背后的神经机制，研究人员通过在动物模型中模拟类似的情境发现大鼠也能通过推理学习情绪。为了研究这种高级情感处理，研究人员设计了一个实验，即让大鼠学习一个中性的声音和图像之间的关联，然后让其在看到图像时经历不愉快的体验，这一过程称为厌恶条件反射；第二天，他们测试大鼠是否能通过听到声音就推断出可能会发生不愉快的事情，结果表明，大鼠确实会在听到声音时表现出恐惧，这就表明，其或许也能通过推理学习情绪。

消亡或能选择性地逆转了dmPFC对推断的厌恶线索的表征

在成功建立动物模型后，研究人员使用钙成像和光遗传学技术检查了大脑中称为内侧前额叶皮层（mPFC）的神经元活动变化，实验结果表明，mPFC是情绪推理的基础。在厌恶条件反射之前，mPFC中的神经元对图像和声音的反应相似，无论这些刺激是否被配对过；但在厌恶学习之后，钙成像显示，对声音有反应的神经元数量及对声音和图像都有反应的神经元数量显著增加，前提是声音和图像最初在呈现给动物时被配对过。

进一步的测试表明，这种现象之所以发生是因为最初的感觉配对“标记”了共反应神经元，使其在厌恶条件反射期间被激活。通过光遗传学技术阻断mPFC在厌恶学习阶段的活动或许就能阻止大鼠进行后续的推理，在这种情况下，图像和不愉快的体验及间接的声音就无法在大鼠的大脑中正确地联系起来。

研究者Johansen解释道，数十年来对啮齿动物厌恶学习的研究表明，杏仁核是存储涉及直接体验关联的简单情绪记忆的关键部位，然而，我们的新发现表明，mPFC是高级人类情绪的中心大脑区域，这些情绪涉及内部模型和推理。这项研究为世界各地的研究人员打开了研究介导高级情绪的神经机制的大门，这些情绪与人类精神疾病（如焦虑或创伤相关障碍）更为相关。通过理解这些复杂的神经机制，科学家们就有望开发出更有效的治疗方法帮助那些受到情绪障碍困扰的人。

本文研究发现不仅揭示了大脑如何处理高级情感，还为未来的研究提供了新的方向，mPFC在情绪推理中发挥着核心作用，这一发现可能会对心理学、神经科学及临床治疗产生深远影响。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Gu, X., Johansen, J.P. Prefrontal encoding of an internal model for emotional inference. Nature (2025). doi：10.1038/s41586-025-09001-2