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第42卷第12期 宋恒毅，胥 寒，韩 峰. 背侧纹状体参与认知功能神经环路信息整合研究进展［J］.
2022年12月 南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（12）：1759-1766
神经纤维
CIN MSN
兴奋性输入 抑制性输入
背侧纹状体微环路中，MSN接收CIN兴奋性输入，FS向MSN提
供抑制性输入，同时CIN与FS间存在纤维投射。
图1 背侧纹状体局部神经环路机制
Figure 1 Mechanism of local neural circuits in dorsal stri⁃ 氨酸能投射，导致小鼠认知功能障碍，初步表明谷
atum
［19］
LTP，进而参与认知的形成与巩固 。
2.1 背侧纹状体上游核团的输入
背侧纹状体中各类神经元占比与腹侧纹状体
类似，但与腹侧纹状体参与奖赏行为不同的是，前
者参与小鼠认知行为。背侧纹状体主要接收上游
皮层、丘脑的谷氨酸能输入以及来自腹侧被盖区的
［8］
多巴胺能输入 ，并作为中转站接收整合上游信息
后通过直接通路与间接通路将信号传递给下游核
团从而参与小鼠认知行为。
2.1.1 上游谷氨酸能输入
谷氨酸能递质是中枢系统中重要的兴奋性神
经递质，促进大脑生长发育介导兴奋性突触传递，
参与并调节了认知、记忆与学习等多种行为。突触
前膜释放谷氨酸递质与突触后膜受体接触后，引起
兴奋性突触后电流，进而使突触后神经元去极化，
诱发动作电位 。
［20］
皮层与纹状体间存在结构上的连接，在许多退
行性神经系统疾病中皮层和纹状体常常受损
皮层中锥体神经元占比较多，这些神经元投射至背侧
纹状体并且释放谷氨酸能递质，皮层⁃纹状体通路的
谷氨酸能递质释放异常会导致认知功能障碍 。源
于皮层的谷氨酸能输入根据背侧纹状体接收部位
不同主要分为两类，DMS接收感觉皮层和运动皮层
的谷氨酸能输入，而DLS 倾向于接收前额叶皮层处
的谷氨酸能输入 ［23］ 。LTP的形成对背侧纹状体参与
认知功能具有重要作用，研究表明在饮酒导致的认
知功能障碍小鼠中，局部刺激纹状体胆碱能中间神
经元未能改善认知障碍，然而同时对丘脑至背侧纹
状体神经环路进行光遗传配对刺激使 LTP 增强后，
挽救了长期饮酒诱导的认知功能障碍
性谷氨酸能纤维投射来自丘脑束旁核，与背侧纹状
·1761 ·
体 MSN 形成突触，不同于皮层的是，背侧纹状体内
胆碱能中间神经元也接收上游束旁核的谷氨酸能
FS
递质。接收投射后胆碱能神经元释放内源性乙酰
胆碱递质，调节 D1⁃MSN 上离子型谷氨酸受体 N⁃甲
基⁃D⁃天冬氨酸（NMDAR），抑制 D1⁃MSN 对上游谷
氨酸输入的突触反应。同时，乙酰胆碱递质作用于
D2⁃MSN，使后者通过α⁃氨基⁃3⁃羟基⁃5⁃甲基⁃4⁃异恶
唑丙酸受体（AMPAR）易化兴奋性突触后电流生
［9］
成。M a等 在长期饮酒成瘾的模型小鼠中发现，饮
酒损害了束旁核到背侧纹状体胆碱能神经元的谷
氨酸能神经递质在背侧纹状体内调节小鼠认知行
为。丘脑谷氨酸能输入也为胆碱能中间神经元提
供强烈的兴奋性神经支配，它们改变纹状体内乙酰
胆碱递质释放量，参与调节MSN突触可塑性。
同时背侧纹状体还接收杏仁核的谷氨酸能投
射。在背侧纹状体注射逆追踪病毒后，结合核磁共振
无创全脑成像技术可以发现杏仁核与背侧纹状体间
［7］
存在投射 ，并且这些谷氨酸能投射优先支配 D1⁃
MSN 。纹状体接收上游多种来源的谷氨酸能递质，
［25］
在内部整合后通过直接和间接两种输出通路，参与小
鼠认知功能。
2.1.2 上游多巴胺能输入
许多认知缺陷疾病的研究表明，纹状体处多巴
胺能神经递质含量异常 ［26］ 。多巴胺参与生物体运
动、学习记忆、成瘾等多项生命活动，是脑内重要的
儿茶酚胺类递质。脑内多巴胺递质含量下降可能
是PD发病机制之一 。
［27］
背侧纹状体参与学习需要输出通路 LTP 诱导，
尤其是 D1⁃MSN 通路，这种突触可塑性依赖于多巴
［21］ 。 胺和谷氨酸信号的复杂平衡 ［28］ 。背侧纹状体多巴
胺能递质主要来源于中脑，中脑多巴胺能神经元传
入对 D1⁃MSM 具有促进作用，对 D2⁃MSN 存在抑制
作用，协调两者的输出平衡为学习认知创造条件。
［22］
在生理状态下，持续的多巴胺调节降低 D2⁃MSN 对
谷氨酸能传入的兴奋性，但不足以使皮层至纹状体
D1⁃MSN 处产生LTP 突触诱导。背侧纹状体内中脑
多巴胺神经递质阶段性释放时，D1⁃MSN 上低亲和
力D1受体被激活，提高了D1⁃MSN对谷氨酸递质的
灵敏度同时降低了D2⁃MSN的兴奋性。多巴胺能递
质通过这种方式调节直接输出通路 LTP，进而参与
学习认知调控（图 2）。
［24］ 。丘脑源 2.2 背侧纹状体转化加工输入信息
上游神经环路输入的信息由背侧纹状体进行