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)致的認知僵化

在快節(jié)奏的現(xiàn)代生活里，壓力幾乎無處不在。長期處于緊張、焦慮等應(yīng)激狀態(tài)下，很多人會出現(xiàn)鉆牛角尖、想法死板、不會變通的情況：明明規(guī)則變了、環(huán)境變了，卻依然按老辦法做事，很難及時調(diào)整思路，這就是應(yīng)激引發(fā)的認知僵化。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、抑郁等多種心理問題的典型表現(xiàn)?？梢恢币詠?，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)實問題，探索大腦內(nèi)部調(diào)控認知靈活性的關(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)認知僵化的核心神經(jīng)環(huán)路：該通路神經(jīng)元僅在錯誤試次后顯著激活并持續(xù)傳遞顯著性信號，驅(qū)動 mPFC 神經(jīng)活動更新與模式匯聚；慢性束縛應(yīng)激會消除該通路的結(jié)果依賴性活動，特異性損傷跨模態(tài)注意轉(zhuǎn)換（EDS）能力；通過光遺傳學(xué)在錯誤試次后選擇性增強 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。

圖一 aIC→mPFC通路決定認知靈活性

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

研究通過注意定勢轉(zhuǎn)換任務(wù)發(fā)現(xiàn)，沉默aIC或mPFC都會專門破壞維度間轉(zhuǎn)換（EDS）能力，而不影響簡單分辨、反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)任務(wù)；進一步用光遺傳學(xué)操控aIC→mPFC通路發(fā)現(xiàn)，無論激活還是抑制這條通路，都會損傷 EDS 表現(xiàn)，且決策前、決策后兩個階段的操控均有效；

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

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

圖二 只有犯錯時，這條腦通路才會持續(xù)報警

研究用光纖記錄法記錄了 aIC→mPFC 與 mPFC 神經(jīng)元的鈣活動，發(fā)現(xiàn)兩類細胞在任務(wù)開始時都會被激活，但活動變化不同：aIC→mPFC 神經(jīng)元只在錯誤試次結(jié)束后顯著增強，并且這種高活性會一直持續(xù)到下一次測試；

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

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

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，發(fā)現(xiàn)正常小鼠在完成跨模態(tài)轉(zhuǎn)換任務(wù)時，mPFC神經(jīng)活動模式會隨著試次增多越來越穩(wěn)定、越來越相似，也就是出現(xiàn)神經(jīng)活動匯聚；

而且犯錯后mPFC 的活動更新會更明顯，幫助動物及時調(diào)整策略。如果用光遺傳學(xué)激活 aIC→mPFC 通路，會破壞這種匯聚和結(jié)果依賴的更新，讓正確和錯誤試次后的神經(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，不會出現(xiàn)在簡單反轉(zhuǎn)階段，說明 aIC→mPFC 投射是通過調(diào)控 mPFC 的神經(jīng)活動匯聚與更新，來維持認知靈活性的。

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)認知靈活性的精準靶點，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)。

文章來源：

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

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