Neuroscience Bulletin 2020年第3期以封面文章发表了来自中国科学院神经科学研究所王佐仁研究组题为“Projection from the Anterior Cingulate Cortex to the Lateral Part of Mediodorsal Thalamus Modulates Vicarious Freezing Behavior”的原创研究论文。该文揭示了共情行为的神经环路和机制。　　 

　　共情(Empathy)指的是个体理解他人的立场并产生与他人相同情感的能力。共情在社会认知和社会行为中扮演着重要的角色，同时也是人类社会能够稳定与和谐的重要基础。以往的研究表明，神经精神疾病（譬如自闭症，精神分裂症等）的患者往往伴随着共情能力的障碍甚至缺失，因此探究共情的神经基础不仅对理解人类共情神经机理具有重要的科学意义，同时也为这些疾病的诊断和干预提供了思路。 

　　作为初级的共情形式，情绪传染（Emotion Contagion）在人类社会中具有很多明显的例子，比如打哈欠、挠痒痒、高兴、悲伤等情绪均会在身边亲近的人中传染。研究表明，在啮齿类动物模型中，情绪传染行为也同样普遍存在，并且其中研究最多的就是疼痛和恐惧情绪的传染。 

　　该研究组通过改进已有的恐惧传染的行为范式，使得之前有过疼痛体验（足底电击）的观察者大鼠在观察到与自己同笼饲养的同伴的恐惧行为（僵直不动）时，自身也会产生非常明显的恐惧反应（僵直不动和蜷缩在一起）；而且观察者的反应程度和其同笼同伴的恐惧反应呈现很强的正相关性，但是这一行为在没有经历过足底电击的观察者大鼠中不存在。这一结果提示，可能是足底电击体验使大鼠参与情绪传染功能的特定脑区的基础活动产生了变化，所以正常的大鼠和有足底电击体验的大鼠活动有差异的脑区有可能就是参与情绪传染行为的脑区。因此，该研究通过采用静息态功能核磁共振（RS-fMRI）的手段探究了哪些脑区调控了这种恐惧情绪的传染。结果显示，前扣带回（Anteriorcingulate cortex, ACC）脑区的区域内功能连接在有足底电击体验的大鼠组中有显著的增强。对ACC的毁损实验表明，损毁ACC可以特异性的降低有足底电击经历的观察者大鼠的感同身受的僵直行为。 　　 

　　为了进一步探索哪些与ACC相关的神经环路参与到恐惧情绪的传染过程中，该研究组通过病毒追踪的方法发现ACC神经元有很多的投射末端到中背部丘脑（Mediodorsal thalamus, MDL）。该研究组通过工具病毒特异性的凋亡投射到MDL的ACC神经元，结果显示恐惧传染行为（包括感同深受的僵直行为和蜷缩行为）发生了延迟。接着，当光遗传学特异性地激活投射到MDL的ACC神经元的轴突末端时，感同深受的僵直行为也明显的减弱。 

　　综上所述，本研究使已有的恐惧传染行为范式更加稳定，同时提示，过去的经历可能是通过改变ACC的功能从而使大鼠对同伴的恐惧情绪更加敏感，表明了ACC到MDL的投射调节恐惧情绪的传染过程。 

　　图1 （A）改进版的行为范式。（B）在电击体验组ACC 的ReHo 值升高。（C）毁损了ACC组的大鼠感同身受的僵直行为时间减少。（D）和（E）分别是投射到MDL的ACC神经元凋亡组大鼠感同身受的僵直行为时间在前两分钟减少（D）和蜷缩在一起的潜伏期增长（E）。（F）光遗传激活组大鼠的感同身受的僵直行为显著降低。 

　　参考文献：Zheng C, Huang Y, Bo B, WeiL, Liang Z, Wang Z. Projection from the Anterior Cingulate Cortex to theLateral Part of Mediodorsal Thalamus Modulates Vicarious Freezing Behavior. Neurosci Bull 2020, 36(3):217-229.