塞恩斯伯里威康中心和伦敦大学学院盖茨比计算神经科学部门的研究人员揭示了一种大脑机制，当老鼠面临威胁时，它会本能地逃到避难所。这是神经科学家第一次能够在空间目标和行动之间找到如此明确的联系。

今天发表在《自然》杂志上的这项研究解释了小鼠如何结合安全位置的知识来执行最有效的避难所路线。神经科学家发现，小鼠大脑的两个区域，压后皮层(RSP) 和上丘(SC)，形成了一个编码到避难所方向的回路。当面临威胁时，RSP-SC 电路使小鼠能够准确定位到避难所并逃到安全的地方。

“如果现在火警响起，你会本能地知道如何离开房间才能安全。这是因为你的大脑一直在跟踪出口的位置。这是在不知不觉中发生的，你不必想想看。我们想了解大脑如何使用如此重要的空间信息来尽快导航到目标位置，”塞恩斯伯里惠康中心的小组组长兼该论文的通讯作者蒂亚戈布兰科教授说。

从以前的研究中，我们知道这个过程是基于记忆的。一些 RSP 受损的人仍然能够记住熟悉的位置，但他们在空间中迷失了方向，失去了将动作与空间目标联系起来的能力。例如，他们可能知道门在哪里，但他们不知道要采取什么行动才能到达那里。

如果此时火警响起，你会本能地知道如何逃生，因为你的大脑无意识地时刻跟踪着出口。SWC 的科学家们发现了一种新的大脑机制，当老鼠面临威胁时，它会本能地逃到避难所。这是他们第一次发现空间目标和行动之间存在如此明确的联系。如需了解更多信息，请访问：sainsburywellcome.org。图片来源：塞恩斯伯里惠康中心

为了帮助理解大脑如何使用空间记忆来指导行动，Branco 实验室使用了称为 Neuropixels 探针的微型电极，同时记录老鼠大脑的两个区域——RSP 和 SC——当它们听到威胁性的声音时。

“我们发现 RSP 正在计算避难所方向，然后将此信息发送到 SC，SC 使用这个方向转动鼠标的头部。当我们扰乱这两个区域之间的连接，阻止 RSP 与 SC 交谈时，鼠标跑了害怕时随机方向。这告诉我们，RSP-SC 电路是了解避难所位置和定向的关键途径，”Branco 教授解释说。

“在细胞水平上，RSP 和 SC 之间的连接以一种智能方式连接，使其能够利用抑制性和兴奋性 SC 神经元的局部组织将庇护所记忆注入 SC。结果是皮质细胞产生SC 网络上的局部活动凸起非常像指南针的指针，在鼠标探索环境时不断指向避难所。

“在从苍蝇到鱼类的各种生物体中都观察到了类似的电路图案，这或许暗示了在整个动物界绘制方向的保守蓝图，”Sainsbury Wellcome 中心和 Gatsby 计算神经科学部门的研究员 Dario Campagner 博士评论道。论文第一作者

为了进一步检验这一发现，神经科学家们包括了第二个相同的避难所，但入口是封闭的。他们发现 RSP 代表封闭式和开放式避难所，但 SC 只代表开放式避难所。一种可能的解释是 RSP 代表了许多可能的目标，而 SC 选择了对特定环境最重要的目标，在这种情况下是提供安全的开放式避难所。

“我们的工作表明，作为反掠夺性逃跑的快速本能行为如何具有灵活性。虽然逃跑的动力是与生俱来的，但逃跑的实施依赖于到达 SC 的皮层空间记忆信号，以告知目标位置所在的位置. 该信号绘制了以自我为中心的空间中的避难所位置，这是一种易于使用的 SC 信息格式，可以快速实施避难所的定位，”该论文的联合第一作者 Ruben Vale 博士说。

研究人员的下一个问题是了解大脑如何不断更新重要的空间信息。该团队假设这涉及感觉和自我运动线索的结合，例如前庭信息。

为了进一步探索这一点，SWC 的 Branco 和 Margrie 实验室的神经科学家正在对其他物种进行比较研究，包括招潮蟹，它们表现出与老鼠相同的逃避行为，但神经系统更简单。这将使研究人员能够寻找不同物种如何解决这一非常重要问题的共同原则。