傳統情緒研究面臨兩大困境：主觀體驗難以跨物種驗證，且神經動態缺乏全腦尺度解析。最新《Science》研究通過開創性跨物種范式（人類-小鼠），首次揭示情緒從感覺經驗中涌現的核心機制——全腦雙相動態過程：感覺信號先快速廣播至全腦，再轉化為持續神經活動，后者通過可調節的"內在時間尺度"（如鋼琴延音踏板）維持情緒狀態。氯胺酮可精準加速該時間尺度，選擇性消除負性情緒而不影響感覺感知，為理解情感障礙提供了新框架。
 

研究思路：
為破解“感覺如何轉化為持續情緒狀態”的難題，研究團隊提出跨物種保守機制假說，并設計三大創新策略：行為錨定——開發眼吹氣（eyepuff）誘發模型，在人類和小鼠中同步誘發快速反射性眨眼（保留感覺輸入）與持續性閉眼（表征負性情緒）；動態解析——整合人類顱內立體腦電圖（iEEG）與小鼠Neuropixels單單元記錄，實現全腦神經活動的毫秒級追蹤；精準干預——利用解離劑氯胺酮選擇性阻斷情緒成分，結合計算模型量化“內在時間尺度”的核心作用。通過這些策略，研究揭示了情感狀態形成的神經動力學機制，為理解情緒的神經基礎和相關精神疾病的治療提供了新視角。

研究方法和結果：
1.跨物種情感行為模型驗證
研究者開發了快速、可重復的情緒測量方法，利用人類和小鼠受試者進行相同任務的行為測試。通過向眼睛角膜施加氣流來引發快速和反射性的眼瞼閉合行為，同時記錄大腦活動，發現這種刺激在兩種物種中引發了具有負面情緒價值的持續眼瞼閉合行為，且該行為可以通過麻醉劑氯胺酮選擇性阻斷。
 

圖1 跨物種快速誘發負性情緒的測量方法

2.全腦雙相神經動態圖譜
使用人類顱內立體腦電圖（iEEG）記錄技術，研究者在人類受試者中進行了全腦神經活動篩選。發現情感相關的感官信號在大腦中迅速傳播，隨后形成持久的神經活動信號，并且氯胺酮能夠選擇性地阻斷這一持久信號，而不影響快速的感官傳播。
 

圖2 人類吹氣觸發顱內電動態呈現全腦尺度的快慢成分

3.小鼠腦電活動的多探針記錄
通過多探針神經像素技術對小鼠進行單細胞電生理學記錄，研究者觀察到與人類相似的雙相神經活動過程，即快速的感官信號傳播后跟隨一個持久且廣泛的神經活動信號。氯胺酮對小鼠的神經活動同樣表現出選擇性阻斷。
 

圖3 氯胺酮對人類區域吹氣觸發動態的選擇性干擾

4. 小鼠神經元的單細胞活動模式
研究者分析了小鼠腦內神經元的單細胞活動模式，發現神經元對氣流刺激的反應存在快速和慢速兩種模式。快速反應的神經元主要集中在腦干和丘腦區域，而慢速持久反應的神經元則分布在前額葉皮層和邊緣系統等區域，氯胺酮主要影響慢速持久反應神經元的活動。
 

圖4 小鼠全腦眼吹氣觸發尖峰動力學具有可分離的快慢成分

5.小鼠情感狀態的神經動力學模型
基于實驗數據，研究者構建了情感狀態的神經動力學模型，發現情感狀態的形成與神經活動的內在時間尺度密切相關。氯胺酮通過加速神經活動的衰減時間，降低了情感狀態的持久性，這在不同劑量的氯胺酮和PCP（苯環已哌啶）處理下均得到了驗證。
 

圖5 小鼠吹氣觸發神經活動以一階系統動力學累積形成持續態

6.跨物種的神經動力學比較
通過比較人類和小鼠的神經活動數據，研究者發現兩者在情感狀態形成過程中的神經動力學模式高度相似。氯胺酮在兩種物種中均加速了神經活動的內在時間尺度，減少了全腦神經活動的耦合度，這一發現為跨物種的情感神經機制研究提供了有力證據。
 

圖6 氯胺酮跨物種干擾持續群體動態

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