Nature重磅！揭示习得行为中去甲肾上腺素的时空动态

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蓝斑核（LC）是大脑中合成去甲肾上腺素（NA）的主要部位，LC-NA通路与睡眠和觉醒以及压力相关的行为有关。LC-NA通路的功能已经在不同的任务、不同的条件下进行了研究，但LC-NA中去甲肾上腺素表达神经元的激活是否能够以及如何促进特定行为的不同组成部分目前尚不清楚。

近日，研究者发现LC-NA活性在习得行为中表现出不同的时空动态，从而实现两种功能：促进任务执行和性能优化。为了检验这些功能，研究人员在小鼠中执行了行为任务测试。LC的光遗传失活表明，LC-NA活性和任务执行及优化存在因果关系。通过光标记、双光子显微内窥镜和双光子输出监测对LC-NA神经元进行靶向记录，发现在行为执行之前和强化之后存在瞬时的LC-NA激活，并且这两种阶段性活动成分在LC-NA皮层输出中呈现不均匀分布，运动皮层中的行为反应信号更高，有助于任务执行；而负强化信号则广泛分布于大脑皮层各区域，从而提高了后续试验中的反应灵敏性。因此，靶向LC输出的不同模块可实现不同的功能。

LC-NA轴突与皮质NE释放高度相关

研究者将基因编码的荧光去甲肾上腺素传感器(GRABNE)通过AAV9病毒载体注入Gad2-cre or VGAT-cre 鼠大脑的运动皮层（MC）,对MC区GRABNE2m 进行了稀疏标记和成像。通过比较LC-NA轴突GCaMP7b活性和GRABNE活性，研究者发现LC-NA轴突钙信号与皮质NE释放高度相关。

本研究利用依赖于LC-NA活性的后天习得行为，揭示了LC-NA系统的两种不用功能：任务执行和性能优化，并发现在LC-NA输出，存在不同的功能模块可以支持习得行为的不同方面。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04782-2