为什么长期处于压力下，情绪容易崩溃？这背后是否存在明确的血管-神经调控机制？近日，西湖大学贾洁敏团队在 Cell Research 发表研究，巧妙借助一湾生命科技自主研发的小鼠虚拟现实（VR）系统，揭示了基底外侧杏仁核（ basolateral Amygdala, BLA）脑区神经血管耦合（Neurovascular Coupling, NVC）主动调控负面情绪的新机制。研究发现，NVC 功能缺失会导致基底外侧杏仁核（BLA）神经元在轻度压力下异常 “过热”，而在重度威胁下反而过早 “退场”，表现为情绪调控的刚性丧失。通过药物、遗传或光遗传手段双向操控 NVC，可逆转上述情绪异常。本研究还首次建立了基于 BLA 神经元拓扑结构的行为预测模型，精准区分了过度焦虑与恐惧逃离的策略差异。
当人长期处于压力环境中，焦虑、紧张、情绪低落等负性情绪往往随之出现。极端情况下，个体可能在轻度压力下便过度反应，而在真正需要决断的时刻反而不知所措。这种情绪刚性的丧失，是 PTSD、焦虑症和抑郁症的核心特征之一。那么，大脑中的血管除了输送氧气和能量，是否也能主动调节情绪？
2026 年，西湖大学贾洁敏团队在 Cell Research 发表题为 “Neurovascular coupling in the basolateral amygdala modulates negative emotions” 的研究论文，首次系统揭示了基底外侧杏仁核（ basolateral Amygdala, BLA）中的神经血管耦合（Neurovascular Coupling, NVC）作为主动调控元件，在情绪保形塑造中的核心作用。研究巧妙地借助一湾生命科技自主研发的小鼠虚拟现实（VR）系统，对小鼠在不同压力梯度下的自发行为进行了精细刻画和解析，验证了 NVC 功能对情绪刚性与弹性的决定性影响。
01 行为范式验证：BLA 激活与压力强度线性相关，建立多维度情绪评估体系
研究者首先验证了 BLA 神经活动能否线性反映压力强度。 将小鼠依次暴露于 6 种不同空间压迫强度的环境（图 1a），包括家笼、直径为 40cm、35cm、10cm 的旷场，以及急性束缚应激。神经激活检测（图 1b-c）与血清皮质酮测量（图 1f）显示，压力强度确实与 BLA 激活水平呈线性正相关。 更关键的是，排泄次数（defecation bouts）与 BLA c-Fos 强度呈高度正相关（R = 0.8160， p < 0.0001） （图 1d-e），证实排泄次数可作为一种可靠的非侵入性压力标记。在 35cm 与 40cm 旷场的比较中，虽然线性尺寸仅缩小 5cm，但总空间压缩约 33%，足以引起显著的行为和神经差异（图 1h-j）。
为进一步验证 BLA 的因果作用，研究者采用化学遗传方法在 BLA 注射 hM4Di 并给予 C21 激动剂，发现 BLA 兴奋性神经元被抑制后，排泄次数显著减少（图 1m-t）。由此建立了包含 BLA 激活、排泄参数、血清皮质酮和直立行为的“多维度负性情绪评估体系”，为后续 NVC 调控研究提供了量化基础。
02 行为差异揭示：NVC 功能缺失导致轻度压力下的情绪超敏与重压下的防御崩溃
在 BLA-NVC功能缺失的 SMC-特异性 Grin2d 条件性敲除（Grin2d-cKO）模型中，研究者通过行为学量化发现，与正常的梯度调控相比，NVC 缺陷小鼠在轻度压力（40cm OFT）下表现出极端情绪超敏：排泄次数陡升至高强度压力水平，直立行为锐减，血清皮质酮显著升高，且首次排泄潜伏期显著缩短（图 2a-3d）。通过 HET0016 药物恢复 BLA 血供后，上述超敏反应被完全逆转（图 2e-3p）。
03 虚拟天敌范式：一湾小鼠 VR 虚拟现实系统精准解码压力下的防御策略
为了评估小鼠在 “生命威胁级别” 的高压刺激下的行为，传统的开放场测试已不足以满足实验需求。研究者转而采用了一湾生命科技的高度沉浸式的虚拟现实（VR）飞行模拟系统（图 3e）。这与我们在文献中常看到的“Looming”（天敌视觉逼近）范式不同，VR 系统提供了一种视觉、听觉和环境交互深度整合的逼真体验。
在该 VR 范式中，通过全景屏幕和万向球装置，构建了一个能让小鼠在头部固定的状态下感受视觉和听觉刺激的虚拟空间。在实验中，一个高逼真度的老鹰化身会从天顶快速俯冲向小鼠，同时伴有同步的鹰啸声（约 75dB）。与此同时，系统配备的 1000 帧/秒高速眼动追踪装置实时捕获了小鼠的瞳孔直径变化，作为衡量自主神经唤醒度的定量生理指标。周围环境的视觉诱导和位置感应，让动物即使处于被固定状态也能感觉自己是在主动飞行和决定逃跑，从而最大限度地还原了动物在野外面对天敌时的本能防御反应。通过这一系统，研究者得以精确量化小鼠在面对威胁时的情绪启动与消退动态。
研究者应用小鼠 VR 虚拟现实系统，对 SMC 特异性 Grin2d 条件性敲除（NVC 缺陷）小鼠进行了虚拟天敌飞扑（VReagle ）测试。结果显示，在攻击刺激（0-3s）期间，NVC 缺陷小鼠能像正常小鼠一样迅速做出防御反应——瞳孔迅速扩张、运动僵硬。但进入恢复期（3-6s）后，NVC 缺陷小鼠的瞳孔直径恢复至基线水平的速度比正常小鼠快了约 59%（图 3g）。这种“过早退场”的行为表明，NVC 缺失使动物无法维持应对生存威胁所需的持续高度防御警戒状态，表现为防御持续性的丧失。
04 拓扑结构分析：神经元空间配置预测行为策略
研究者突破了传统 c-Fos 荧光强度分析的局限，采用结构相似性指数（SSIM）结合无监督聚类分析，解码了 BLA 神经元的空间拓扑结构（图 4l-6m）。与野生型 BLA 激活拓扑随压力升高逐步演化形成精确结构层级不同，NVC 缺陷小鼠的拓扑结构丧失了层级性，表现出显著的混乱。
在轻度压力（OFT）下，NVC 缺陷小鼠的拓扑模式与野生型的高威胁状态（等级 2 和等级 3）错误地聚类在一起，解释了其情绪超敏；而在重压（looming 和 VR Eagle）下，其拓扑结构又反常地退回到野生型的低应激状态模板（等级 1），解释了其防御过早崩溃（补充图 S1）。这一发现表明 NVC 对情绪调控的影响不仅体现在神经元数量的多寡，更体现在其空间配置的组织逻辑上，为情绪障碍的神经编码研究提供了全新的定量视角。
05 总结
本研究首次系统阐明了 “血管→神经元→情绪” 的双向调控新机制。 研究发现，BLA 中的神经血管耦合（NVC）并非被动的代谢响应，而是主动调控情绪强度与防御策略的关键 “生理阀门”。在技术层面，一湾生命科技（BAYONE）的小鼠 VR 虚拟现实系统为精确捕捉这些微妙变化提供了坚实的技术保障，证明了其作为前沿神经科学研究工具的巨大价值。
06 BayOne 助力科研
值得一提的是，该研究论文使用了一湾生命科技（BAYONE）的小鼠 VR 虚拟现实系统，本系统是基于虚拟视觉呈现和眼动追踪记录的一套新颖、全面的小鼠行为实验系统。系统使用全景屏幕和万向球，具有独特的全景仿真、实时与互动场景，视、听、触、嗅、味、痛觉干预，双侧 1000 帧/秒高速眼动装置，精确脑定位，可协同其他技术，如双光子、电生理等。本系统向清醒固定的小鼠呈现图像互动拟真、因素定量可控的实验环境，并以眼动变化作为认知和情绪识别及量化的生理指标。
小鼠 VR 虚拟现实系统提供
- 极致仿真的虚拟环境： 提供与真实环境高度相似的虚拟环境，使动物仿佛身临其境一般。
- 灵活多样的感官刺激： 研究人员可以根据实验需求，控制场景内的各类元素，如视觉刺激、糖水刺激、电击惩罚等，以模拟不同的实验条件，研究单一感官刺激的影响。还可以开展视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉和痛觉的综合研究，全面理解感官反应。
- 多数经典迷宫范式： 独家软件可安装多数经典实验迷宫范式场景，包括但不限于老鹰捕食模拟、looming、Y 迷宫、三箱社交等。
- 眼动与行为综合研究： 结合眼动系统，可以探索头部固定小鼠在 VR 环境中的眼动变化及复杂行为。
- 多设备联合应用： 支持将双光子、电生理、光遗传、全脑超声成像等高端技术与 VR 环境相结合，实现对小鼠行为的全面精准分析。
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参考文献：
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Ruan J, Quan X, Xie H, et al. Neurovascular coupling in the basolateral amygdala modulates negative emotions. Cell Res . Published online May 27, 2026. doi:10.1038/s41422-026-01256-2