报告题目：杏仁核处理情感效价和编码动机行为的机制研究
报 告 人：张县 助理教授
主 持 人：顾怡然 副研究员
报告时间：2023年10月27日上午10：00-11：30
报告地点：普陀校区脑所一楼会议室
报告人简介：
张县博士，博士毕业于中国科学技术大学，获得神经生物学专业博士学位。在美国冷泉港实验室（Cold Spring Harbor Laboratory）从事博士后研究；2022年3月，入职香港科技大学（广州），担任助理教授和博士生导师，开展行为与系统神经科学方向的研究工作。张县博士以第一或者共同通讯作者在Nature Neuroscience, Neuron, Nature Communications等期刊发表论文5篇，文章总引用次数超过500次（谷歌学术）。2015-2023年期间，张县受邀参加American Physical Society, Annual Meeting of Chinese Neuroscience Society等5场国际学术会议做学术报告或特邀报告。在博士后期间，获得美国大脑与行为基金会（NARSAD）青年研究员奖并获得项目资助。张县课题组主要研究内容为：使用在体钙信号成像、光遗传和化学遗传学、行为学、神经环路示踪等方法，探索杏仁核处理情感信息和编码动机行为的机制，为精神类疾病的发病机制提供研究基础。张县博士目前受到国家自然科学基金优秀青年科学基金（海外）、国家自然科学基金面上项目、广州市校（院）企联合资助等基金资助。
报告简介：
杏仁核是大脑边缘系统的皮质下中枢，在进化上是一个高度保守的脑区，主要负责处理情感、动机等以及与之相关的各种行为。杏仁核功能的异常与很多心理和精神疾病密切相关，包括应激反应、焦虑、抑郁症等。杏仁核在结构上包括BLA和CeA，其中BLA由于在细胞类型和发育上类似于大脑皮层，是近些年神经生物学领域的一个研究热点。传统的研究以条件性恐惧学习作为突破口，记录BLA神经元在学习前后胞内或者胞外电生理特性。这类研究有很大的局限性：一是不能有效的同时研究正向和负向情感，二是不能获得高通量神经元的群体反应特性。为了解决这些难题，我们设计了可以同时做奖赏和惩罚的行为学系统，结合高通量在体钙离子信号荧光成像的方法，系统的研究了BLA神经元群体在小鼠学习前、学习中和学习后对情感效价和动机行为的编码规则。与经典的学习记忆赫布可塑性理论不同，行为学习后的小鼠杏仁核并没有发现显著的兴奋性神经元增多的现象。令人惊奇的是，神经元群体的抑制性反应却显著性的增多了，并且伴随着神经元噪音相关性降低等特点。这一系列的结果表明，奖赏和惩罚学习之后小鼠为了提高对条件刺激的注意力，通过抑制了大部分非相关性的神经元的活性来提高信噪比，进而让直接相关的神经元能更精准的编码信息，从而能更准确和高效的执行相应的行为动作。如何才能找出这些直接编码情感相关的神经元并且通过激活/抑制该类神经元来观察动物的行为呢？通过特异性基因表达或者特定神经通路来标记神经元亚区是研究神经元亚群的常用研究手段。Fezf2基因是一段高度保守的基因片段，它编码的转录因子对于兴奋性神经元的发育至关重要。我们首先利用在体单光子钙信号成像技术对于BLA表达Fezf2基因的神经元进行实时成像，发现这些神经元分为两个大类：一类编码奖赏刺激，另一类编码惩罚刺激。接下来对实验小鼠进行条件学习训练后，发现有更多的神经元参与到条件性刺激的编码。我们追踪了这两类神经元的上游和下游神经环路，发现了惩罚和奖赏行为的新环路机制。
