感觉门控（sensory gating）是指生物体在脑干水平通过神经机制自动抑制无关感觉输入，并选择性地允许重要感觉信息进入高级脑区，从而保障大脑对有意义信息进行深度加工的神经生理机制。在精神分裂症患者中，感觉门控功能受损导致无关信息过滤失效，进而引发信息超载、思维紊乱，并可伴随幻觉与妄想等症状。内侧前额叶（medial prefrontal cortex, mPFC）作为认知调控的高级中枢，能够动态调整感觉信息处理的优先级与敏感度，实现对感觉门控的精细调节，但其具体调控机制尚未完全阐明。

   近期，西南大学心理学部陈伟海教授团队在欧洲生理学会官方期刊《Acta Physiologica》（中科院大类医学1区，Top期刊）在线发表了题为“Chemogenetic restoration of the ‘Excitation-Inhibition’ imbalance in the medial prefrontal cortex ameliorates schizophrenia-like sensory gating deficits”的研究论文。该研究以 Gad2-Cre 和 vglut2-Cre 转基因小鼠为模式动物，综合运用 FloxP-Cre技术、化学遗传学等多种神经科学技术，并结合前脉冲抑制（感觉门控的实验范式）等行为学检测方法，系统揭示了内侧前额叶谷氨酸能神经元（兴奋性神经元）与GABA能神经元（抑制性神经元）对感觉门控的调控作用。结果表明，维持内侧前额叶“兴奋/抑制”平衡是正常感觉门控的必要条件。该研究进一步丰富了经典感觉门控调控环路机制——“皮质纹状体苍白球脑桥”环路（CSPP环路）的理论内涵。本论文第一作者为西南大学心理学部2021级硕士研究生陈晓钰（目前在南京大学攻读博士学位），陈伟海教授为通讯作者。

                             图1 论文标题及作者信息。

   本论文研究发现，采用化学遗传学技术激活小鼠内侧前额叶谷氨酸能神经元或抑制GABA能神经元（即内侧前额叶“兴奋/抑制”比率异常升高）导致感觉门控缺失，时序记忆与24小时新物体识别记忆缺陷，并且能诱发小鼠产生精神分裂症样高自发活动，说明内侧前额叶“兴奋/抑制”失衡将诱导动物产生精神分裂症样表型。

那么，扭转内侧前额叶“兴奋/抑制”失衡是否可以缓解精神分裂症样的症状呢？针对这个问题，论文作者采用腹腔注射MK801诱发小鼠精神分裂症模型，在该模型中，内侧前额叶GABA能神经元活性下降，而谷氨酸能神经元兴奋，即“兴奋/抑制”比率增加。针对该病理性的“兴奋/抑制”失衡，采用化学遗传学技术激活内侧前额叶GABA能神经元或抑制谷氨酸能神经元（即扭转 “兴奋/抑制”失衡）可以缓解由MK801引发的感觉门控缺陷及时序记忆缺陷。此外，激活内侧前额叶GABA能神经元或抑制谷氨酸能神经元缓解了MK801诱导的精神分裂症样高自发活动（图2）。

          图2 激活内侧前额叶GABA能神经元或抑制谷氨酸有神经元可改善精神分裂症的相关症状。

   综上所述，过度增加内侧前额叶“兴奋/抑制”比率将诱发精神分裂症样感觉门控缺失、时序记忆和新物体识别记忆障碍以及高自发活动；而扭转其“兴奋/抑制”失衡可改善精神分裂症的相关症状。本研究不仅丰富了感觉门控的理论体系，还为精神分裂症的临床治疗提供了新的策略。

   本论文得到国家自然科学基金面上项目（32371133）、中央高校基本科研业务费项目（SWU2409103）及重庆市自然科学基金（CSTB2022NSCQ-MSX1578）的资助。

论文信息

Xiaoyu Chen, Lichun He, Qiuxia Zhang, Yanci Luo, Yushan Cao, Huifeng Zhu, Weihai Chen^*. Chemogenetic restoration of the “Excitation-Inhibition” imbalance in the medial prefrontal cortex ameliorates schizophrenia-like sensory gating deficits. Acta Physiologica. 242 (2), 2026: e70151.