2022年03月09日，国际神经科学顶级期刊《神经元》（Neuron）在线发表了我校粤港澳中枢神经再生研究院任超然课题组题为A visual circuit related to the periaqueductal gray area for the antinociceptive effects of bright light treatment的研究论文，深入阐释了亮光干预镇痛作用产生的神经环路机制。

外界光照条件的变化深刻的影响着机体的诸多生理功能。光除了能够参与形成视觉外，同时在情绪、认知、疼痛等非成像功能（non-image-forming functions）的调节中发挥着重要作用。比如人群研究发现亮光干预具有改善情绪、提升认知能力及镇痛作用。但光非成像功能的形成及调节机制尚不清楚。对该问题的深入解析，不仅有助于增进我们对脑认知原理基本规律的理解，也可为临床相关疾病的诊治提供新思路。

任超然课题组长期从事光的非成像功能研究。他们前期工作发现丘脑腹侧外膝体（vLGN/IGL）所传导的亮光信息可通过对外侧缰核及丘脑连接核功能的调节分别发挥抗抑郁作用及空间记忆提升作用（Neuron，2019；Neuron，2021）。在最新的研究中，他们对vLGN/IGL相关环路对疼痛的调节作用机制进行了深入探讨。通过环路示踪标记及光遗传技术发现小鼠脑内存有一条视网膜（retina）—vLGN/IGL—外侧及腹外侧导水管周围灰质（l/vlPAG）通路。其中retina内部分SMI-32⁺给光反应型节细胞可直接投射至vLGN/IGL内GABA能神经元，而后者又可通过直接投射抑制l/vlPAG内GABA能神经元的活动。在进一步研究中，他们通过系列实验证明特异性激活retina—vLGN/IGL—l/vlPAG通路可发挥镇痛作用，而抑制该通路则可显著降低亮光干预的镇痛效果。此项研究揭示了retina—vLGN/IGL—l/vlPAG通路在亮光干预镇痛中的关键作用机制（图）。

（图）视网膜—腹侧外膝体—导水管周围灰质通路介导亮光干预的镇痛作用

此外，该工作对vLGN/IGL神经元的形态及生理学特征进行了深入研究，发现部分vLGN/IGL神经元具有共释放GABA及glutamate的特点。这为深入解析vLGN/IGL神经元的异质性特征及该脑区内不同亚型神经元在调节光的非成像功能中的作用机制奠定了重要基础。

上述成果凸显了vLGN/IGL相关神经环路在光非成像功能中的贡献，丰富了机体非成像光信息传导系统的结构和功能内涵，并有望为靶向光信息传导系统改善神经系统疾病的新型干预方案的制定提供新思路。

任超然研究员为论文的通讯作者（Lead contact）。我校博士研究生胡峥芳，硕士研究生木依曼及黄鲁研究员为该论文的共同第一作者。该工作还得到了我校粤港澳中枢神经再生研究院苏国辉院士，基础医学与公共卫生学院陶倩副教授、林嵩博士，中科院深圳先进技术研究院徐富强研究员，浙江大学李浩洪教授，上海科技大学胡霁教授及广州生物岛实验室尚从平研究员等合作伙伴的材料与技术支持。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省重点研发计划、广州市重点研发计划、教育部“中枢神经损伤与修复”创新引智计划等课题资助，在粤港澳中枢神经再生研究院完成。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.02.009