研究证实：人为让小鼠的心跳加快，会导致焦虑行为

恐惧和焦虑等情绪会让心跳加快。而现在，一项小鼠研究发现：反之亦然——人为提高小鼠心率能增加焦虑水平[1]。

每个人都很熟悉情绪和身体感觉之间的联系：当听到阴森恐怖的声音时，手背上的汗毛会立起来；听到坏消息时，胃会沉沉地往下坠。但问题在于，是情感在驱动身体机能，还是反过来？这个问题一直困扰着研究人员，因为很难独立控制这两个因素。

“这是个鸡和蛋的问题，已经被争议了一个世纪之久。” Karl Deisseroth说，他是斯坦福大学的神经科学家。他在医学院里了解到这一争议——1880年代由心理学家William James首次提出——从此，他说，这个问题就一直都困扰着他。

小鼠穿新衣

为直接测试这个现象，Deisseroth和同事转向了光遗传学，这种方法使用光来控制细胞活动。这个团队对小鼠进行了生物工程改造，使小鼠心脏的肌细胞对光敏感。作者还为这些动物设计了发射红光的小背心，光可以穿透小鼠身体到达心脏。当小鼠的背心发出光脉冲时，这种动物改造过的心肌会启动，导致心脏跳动。

研究团队训练小鼠预期在按下水奖励按钮时发生电击。使用光遗传系统，研究团队可以将小鼠的心率从正常的660次每分钟提高到900次每分钟。当心脏开始急跳时，小鼠变得更不愿意按压或探索开放区域，表明它们的焦虑程度更高。但对其他情况下的小鼠来说，外部使心率增加没有产生效果，表明当大脑和心脏共同工作产生焦虑。

心脏知道什么

当研究者检查实验动物的脑活动时，他们发现岛叶（一个与情绪和处理躯体信号有关的脑区）在动物表现焦虑时变得更为活跃。研究者说，这表明岛叶主管着整合来自心脏的、环境有威胁时信号，然后将信息传递到涉及更高级认知的区域。

这项工作“在方法上是一个重要进步”，英国布莱顿及苏塞克斯医学院的精神病学家Hugo Critchley说。他说，有可能这一心-脑回路演化出来以帮助动物更快地处理危险信号：当它看到一个潜在威胁时，即使大脑还未能充分处理场景的含义，心率已经上升，告诉大脑它该怕起来了。

这一发现对于治疗慢性焦虑产生影响，美国Laureate 大脑研究所的精神病学家Sahib Khalsa说，他研究人类器官系统与焦虑的联系。例如，人们一直知道，有目的地减缓呼吸有助于缓解焦虑。“这些策略有许多应用，人们觉得它们有好处，但未能很好地确定是什么在减少焦虑。”他说。他补充说，同样不清楚的是，急性恐惧（如足部电击造成的恐惧）是否涉及慢性焦虑的同一躯体-大脑回路，在人类中慢性恐惧似乎比急性的涉及更多大脑区域。

情绪躯体

“我可太喜欢这篇论文了。” Sarah Garfinkel说，她是伦敦大学学院的神经科学家。专注大脑回路的心身研究尚未能充分回答关于精神疾病如何产生的问题，她说，但研究其他器官系统或许能提供更全局的信息。“想要理解恐惧，你不能只研究大脑。”她说。

Garfinkel自己的研究[2]表明，人们可以学到在“危险房间”里闪光预示着痛苦的电击，而身处“安全房间”则无虞。但患有创伤后应激障碍的人难以调节他们的恐惧对应房间造成的威胁。

Deisseroth说，他想要使用光遗传学研究其他器官系统的刺激对大脑和行为的影响，包括肠道、当动物面对威胁时竖起毛发的皮肤细胞，甚至参与形成表情的面部肌肉，可能也在引导情绪方面发挥作用。图片

参考文献：

1. Hsueh, B. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-05748-8 (2023).

2. Garfinkel, S. N. et al. J. Neurosci. 34, 13435–13443 (2014).