您是否曾经如此焦虑以致于感到心跳加速？这种心动过速是焦虑症的主要症状之一，它可能非常强烈，以至于经历这种心动过速的人有时会误认为是心脏病发作。实验研究揭示了许多将信号从大脑传递到心脏的途径。但在临床精神病学和基础神经科学中，相反的情况——心率对情绪的影响——近一个世纪以来一直是一个争论不休的问题。近日，《Nature》杂志最新发表文章解决了这个问题，确定了大脑检测心率的机制，并展示了这反过来又如何控制情绪行为。在焦虑期间，大脑会影响心脏，但心跳加速是否也会与大脑对话以引起与焦虑相关的行为？在老鼠身上使用光刺激起搏器表明确实如此，并精确定位了涉及的大脑区域。最新研究发现小鼠的恐惧和焦虑等情绪会使心跳加快。反过来也是如此——人为地提高心率可以提高焦虑水平。每个人都熟悉情绪和身体感觉之间的联系：当你听到怪异的声音时，你的手臂后面的汗毛会竖起来，或者当你收到坏消息时，你的直觉会下沉。但是，情绪是否会驱动身体机能，反之亦然，这个问题长期以来一直困扰着研究人员，因为很难独立控制任何一个因素。一个世纪以来，这是一个鸡生蛋还是蛋生鸡的问题，加州斯坦福大学的神经科学家 Karl Deisseroth 说。他在医学院时了解到这个难题——由心理学家威廉·詹姆斯于 1880 年代首次提出——并说这个问题从那时起就一直困扰着他。
对穿着考究的老鼠进行测试
为了直接测试这种现象，Deisseroth 和他的同事转向了光遗传学，这是一种利用光来控制细胞活动的方法。该团队对老鼠进行了生物工程改造，使老鼠心脏中的肌肉细胞对光敏感。作者还为发出红光的动物设计了微型背心，红光可以穿过啮齿动物的身体一直到达它们的心脏。当老鼠的背心发出光脉冲时，动物的工程心脏肌肉就会放电，导致心脏跳动。该团队训练动物在按下杠杆以获得水奖励时会受到电击。使用光遗传学系统，该团队将动物的心率从正常的每分钟 660 次提高到 900 次。当它们的心跳开始加速时，老鼠变得不太愿意按下控制杆或探索开放区域，这表明它们更加焦虑。但对于其他情况下的动物，外部增加的心率没有影响，这表明大脑和心脏共同作用产生了焦虑。来自心脏的信号发现什么
当研究人员测量动物的大脑活动时，他们发现如果动物表现得焦虑，当心率增加时，脑岛——一个与情绪和身体信号处理相关的区域——会变得更加活跃。研究人员说，这表明脑岛负责整合来自心脏的信号和来自环境的威胁，然后再将信息传递到涉及更高认知的区域。英国苏塞克斯布莱顿和苏塞克斯医学院的精神病学家 Hugo Critchley 说，这项工作“在方法论方面是一个重大进步”。他说，这种心脑回路的进化有可能帮助动物更快地处理危险信号：当动物看到潜在威胁时，甚至在大脑能够完全处理这种情况意味着什么之前，心率就会上升，从根本上告诉动物大脑认为它应该担心。俄克拉荷马州塔尔萨市大脑研究所桂冠研究所的精神病学家 Sahib Khalsa 说，这一发现可能对治疗慢性焦虑症有影响，他研究的是器官系统与人类焦虑之间的联系。例如，人们早就知道有意放慢呼吸有助于减轻焦虑。这些策略有很多用途，而且感觉它们有好处，但究竟是什么减少了焦虑还没有得到很好的证实。他补充说，还不清楚急性恐惧——例如对足部电击的恐惧——是否涉及与慢性焦虑相同的身体-大脑回路，在人类中，慢性焦虑似乎比急性恐惧涉及更多的大脑部分。情绪影响
伦敦大学学院的神经科学家 Sarah Garfinkel说，专注于大脑回路的心理健康研究尚未完全回答有关精神障碍如何产生的问题，但研究其他器官系统可能会提供更完整的画面。“如果你想了解恐惧，你不能只看大脑”。加芬克尔自己的研究表明，人们可以了解到闪光预示着“危险房间”中的痛苦电击，而不是“安全”房间中的痛苦电击。但是患有创伤后应激障碍的人很难将他们的恐惧校准为房间带来的威胁。Deisseroth 说他想用光遗传学来研究大脑和行为是如何受到其他器官系统刺激的影响的，这些器官系统包括肠道、动物面临威胁时毛发竖起的皮肤细胞，甚至是参与威胁的面部肌肉。形成表情，也可能在引导情绪方面发挥作用。https://doi.org/10.1038/d41586-023-00584-2
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