Nat Commun | 壓力讓你鉆牛角尖？科學(xué)家揭示靶向島葉-前額葉通路可逆轉(zhuǎn)壓力導(dǎo)致的認(rèn)知僵化

在快節(jié)奏的現(xiàn)代生活里，壓力幾乎無(wú)處不在。長(zhǎng)期處于緊張、焦慮等應(yīng)激狀態(tài)下，很多人會(huì)出現(xiàn)鉆牛角尖、想法死板、不會(huì)變通的情況：明明規(guī)則變了、環(huán)境變了，卻依然按老辦法做事，很難及時(shí)調(diào)整思路，這就是應(yīng)激引發(fā)的認(rèn)知僵化。這種狀態(tài)不僅影響日常決策、工作學(xué)習(xí)效率，還是焦慮、抑郁等多種心理問(wèn)題的典型表現(xiàn)。可一直以來(lái)，人們并不清楚壓力到底是如何讓大腦 “變死板” 的，也缺少精準(zhǔn)有效的干預(yù)方式。

本研究正是圍繞這一貼近生活的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，探索大腦內(nèi)部調(diào)控認(rèn)知靈活性的關(guān)鍵通路，試圖找到緩解壓力導(dǎo)致思維僵化的有效方法。

基于此，2026年4月28日，加州大學(xué)Yi Zuo &羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Kuan Hong Wang在《Nature Communications》雜志發(fā)表了“Targeting insulo-frontal pathway to reduce stress-evoked cognitive rigidity”，揭示了靶向島葉-前額葉通路，以減輕應(yīng)激誘發(fā)的認(rèn)知僵化。

本研究以小鼠為模型，揭示前島葉皮層→內(nèi)側(cè)前額葉皮層（aIC→mPFC）通路是調(diào)控應(yīng)激誘發(fā)認(rèn)知僵化的核心神經(jīng)環(huán)路：該通路神經(jīng)元僅在錯(cuò)誤試次后顯著激活并持續(xù)傳遞顯著性信號(hào)，驅(qū)動(dòng) mPFC 神經(jīng)活動(dòng)更新與模式匯聚；慢性束縛應(yīng)激會(huì)消除該通路的結(jié)果依賴性活動(dòng)，特異性損傷跨模態(tài)注意轉(zhuǎn)換（EDS）能力；通過(guò)光遺傳學(xué)在錯(cuò)誤試次后選擇性增強(qiáng) aIC→mPFC 活性，可恢復(fù) mPFC 神經(jīng)編碼并逆轉(zhuǎn)應(yīng)激導(dǎo)致的認(rèn)知僵化，為應(yīng)激相關(guān)精神障礙的靶向干預(yù)提供新靶點(diǎn)。

圖一 aIC→mPFC通路決定認(rèn)知靈活性

結(jié)果顯示，aIC到mPFC的神經(jīng)通路對(duì)小鼠的跨模態(tài)認(rèn)知轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。

研究通過(guò)注意定勢(shì)轉(zhuǎn)換任務(wù)發(fā)現(xiàn)，沉默aIC或mPFC都會(huì)專門破壞維度間轉(zhuǎn)換（EDS）能力，而不影響簡(jiǎn)單分辨、反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)任務(wù)；進(jìn)一步用光遺傳學(xué)操控aIC→mPFC通路發(fā)現(xiàn)，無(wú)論激活還是抑制這條通路，都會(huì)損傷 EDS 表現(xiàn)，且決策前、決策后兩個(gè)階段的操控均有效；

相比之下，直接操控 mPFC 時(shí)，僅決策前階段會(huì)影響表現(xiàn)，激活 mPFC 興奮性神經(jīng)元能改善轉(zhuǎn)換能力，抑制它則會(huì)造成損傷。

整體證明，aIC→mPFC 通路是維持認(rèn)知靈活性的關(guān)鍵環(huán)路。

圖二 只有犯錯(cuò)時(shí)，這條腦通路才會(huì)持續(xù)報(bào)警

研究用光纖記錄法記錄了 aIC→mPFC 與 mPFC 神經(jīng)元的鈣活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)兩類細(xì)胞在任務(wù)開(kāi)始時(shí)都會(huì)被激活，但活動(dòng)變化不同：aIC→mPFC 神經(jīng)元只在錯(cuò)誤試次結(jié)束后顯著增強(qiáng)，并且這種高活性會(huì)一直持續(xù)到下一次測(cè)試；

而 mPFC 神經(jīng)元只在正確試次前更活躍，且不會(huì)跨試次保持差異。

這種結(jié)果依賴、跨試次持續(xù)的活動(dòng)模式是 aIC→mPFC 通路獨(dú)有的特征，并且在反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)階段也存在，說(shuō)明這是該通路支持認(rèn)知轉(zhuǎn)換的核心信號(hào)模式。

圖三 aIC調(diào)控mPFC神經(jīng)匯聚，支持靈活轉(zhuǎn)換

作者用微型顯微鏡觀察 mPFC 神經(jīng)元活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)正常小鼠在完成跨模態(tài)轉(zhuǎn)換任務(wù)時(shí)，mPFC神經(jīng)活動(dòng)模式會(huì)隨著試次增多越來(lái)越穩(wěn)定、越來(lái)越相似，也就是出現(xiàn)神經(jīng)活動(dòng)匯聚；

而且犯錯(cuò)后mPFC 的活動(dòng)更新會(huì)更明顯，幫助動(dòng)物及時(shí)調(diào)整策略。如果用光遺傳學(xué)激活 aIC→mPFC 通路，會(huì)破壞這種匯聚和結(jié)果依賴的更新，讓正確和錯(cuò)誤試次后的神經(jīng)變化變得一樣。

這些神經(jīng)特征只出現(xiàn)在跨模態(tài)轉(zhuǎn)換階段，不會(huì)出現(xiàn)在簡(jiǎn)單反轉(zhuǎn)階段，說(shuō)明 aIC→mPFC 投射是通過(guò)調(diào)控 mPFC 的神經(jīng)活動(dòng)匯聚與更新，來(lái)維持認(rèn)知靈活性的。

總結(jié)

本研究首次揭示了島葉-前額葉通路在應(yīng)激導(dǎo)致認(rèn)知僵化中的關(guān)鍵作用，明確該通路是逆轉(zhuǎn)應(yīng)激損傷、恢復(fù)認(rèn)知靈活性的精準(zhǔn)靶點(diǎn)，為應(yīng)激相關(guān)精神障礙的靶向神經(jīng)調(diào)控治療提供了全新思路與理論依據(jù)。

文章來(lái)源：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-72221-1

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