面对重要考试、工作面试等压力情境，有人容易陷入紧张、焦虑等消极思维（即易感性），有人则能够积极应对压力，并在压力后快速恢复（韧性）。这种个体差异背后，大脑如何协调心理与生理反应，进而塑造个体应激易感性与韧性的分化？
近日，北京师范大学心理学部认知神经科学与学习国家重点实验室暨IDG/麦戈文脑科学研究院秦绍正团队，与西南大学心理学部认知与人格教育部重点实验室杨娟团队合作，在《Nature Communications》发表题为“Multiscale neural dynamics reveal how striatal subregions shape stress vulnerability and resilience”的研究论文。研究结合心理应激范式、功能磁共振成像、动态脑网络建模、唾液皮质醇测量以及开源神经递质受体及基因表达关联分析等多维度跨尺度技术，揭示出纹状体亚区伏隔核与背侧尾状核在人类应激应对中扮演的不同角色，刻画了从局部脑活动、脑区间协作到全脑网络在应激易感性与韧性分化中的动态重组图景。
从纹状体亚区出发认识人类应激应对
纹状体位于大脑深部，是协调动机、情绪与行为的重要枢纽，帮助我们评估环境中的奖赏与威胁，并作出行动选择。但纹状体并非功能一致的整体：伏隔核（nucleus accumbens，NAC）与奖赏和动机密切相关，背侧尾状核（dorsal caudate，dCA）则参与威胁加工。这些亚区与广泛分布的脑网络协同应对压力，但它们如何通过多系统、多尺度的交互塑造个体的应激易感性与韧性，仍不清楚。
为此，本研究从局部脑活动、网络动态到潜在分子基础，依次探究三个相互衔接的问题：伏隔核与背侧尾状核在急性社会心理应激中是否具有不同的功能角色？这种差异如何体现于不同尺度脑网络的动态协调？这些网络模式又与哪些神经递质受体分布及基因表达空间特征相对应（图1）？
图1. 科学问题与研究思路
研究者通过限时心算、心理旋转、专家监控及负面评价诱发被试社会心理应激反应，并设置任务较简单、无时间压力与监控的放松条件。全程采集功能磁共振影像，在五个时间点收集主观应激评分与唾液样本，同时测量社会奖赏与损失敏感性、精神病理症状及心理韧性（图2）。研究据此考察个体长期特质与应激感知、应对及恢复的关联，以及心理行为、脑网络与神经内分泌反应的协同变化。
图2. 实验流程与应激任务示意图
首先在局部激活层面，研究发现应激条件下，伏隔核激活与社会奖赏敏感性、积极应对及皮质醇恢复相关，背侧尾状核激活则与社会损失敏感性、威胁感知及社会焦虑相关。中介分析进一步揭示了其中的心理生理影响路径。以左伏隔核为种子点的全脑功能连接进一步定位到了左侧顶上小叶等区域，预示着未来神经调控的靶点（图3）。
图3. 纹状体中介社会奖赏与损失敏感性对心理生理反应的影响
单个脑区的活动与少数区域的静态协作尚不足以全面描述应激应对。研究者以伏隔核和背侧尾状核在应激与放松情境下呈显著功能连接的脑区为模板，进一步分析其动态功能连接对韧性与易感性相关指标的预测能力。结果显示，两个纹状体亚区与目标网络的动态功能连接呈现出与韧性、易感性不同甚至相反的关联，且随情境而改变（图4）。这表明纹状体的功能意义受到广泛脑网络支持，需要在情境适应中理解。
图4. 伏隔核与背侧尾状核动态功能连接与韧性及易感性的差异化关联
从脑区连接拓展至全脑动态协作，大脑会形成不同的整体活动模式，即“脑状态”。压力到来后，这种切换模式的变化是否与个体的韧性或易感性有关？研究者利用隐马尔可夫模型刻画全脑状态动态，通过量化应激与非应激情境之间脑状态切换频率的变化，提出了衡量应激下脑网络动态稳定性的神经稳定性（neural stability）指标，有效捕捉了与韧性和易感性相关的多系统个体差异。研究结果进一步证明伏隔核与背侧尾状核与神经稳定性的异质性关联，中介分析结果则在局部纹状体活动、全脑动态组织与内分泌恢复之间构建起桥梁（图5）。
图5. 神经稳定性与纹状体亚区活动及韧性、易感性因素的不同关联
最后，为进一步探索这些脑网络差异的生物学基础，研究者将功能连接的空间模式与开源神经递质受体及基因表达图谱进行对应分析。结果显示，应激条件下，伏隔核与背侧尾状核的功能连接模式分别与多巴胺D2受体和μ阿片受体分布呈正、负向空间关联。在基因表达层面，与应激条件下伏隔核功能连接模式相关的基因排序中，抑制性神经元及小胶质细胞相关基因呈负向富集，少突胶质细胞相关基因呈正向富集（图6）。这些发现提示纹状体网络的应激相关功能可能涉及兴奋—抑制调节、胶质细胞功能及髓鞘支持等微观过程，为理解其潜在的神经化学与分子基础提供了线索。
图6. 纹状体功能连接模式与神经递质和基因表达图谱的空间关联
将应激韧性置于跨尺度脑网络动态重组中理解
综上，本研究揭示了伏隔核与背侧尾状核在应激应对中的功能异质性，将研究视角从局部脑活动和区域间连接拓展至全脑动态组织及潜在分子基础，为理解应激易感性与韧性的个体差异提供了多尺度框架。研究提出刻画应激内稳态的新指标，勾勒出连接奖赏相关特质、纹状体关键核团、脑网络动态与心理生理适应的交互路径，深化了对应激易感性与韧性作为多系统协同维持稳态过程的认识，并为潜在生物标志物识别与靶向环路干预提供了新思路。未来，可结合神经调控等手段，进一步检验纹状体环路参与心理调节与生理适应的因果作用，并在临床样本中验证相关脑网络指标的应用价值，为促进积极应对提供科学依据。
本研究受到科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0200500）、国家自然科学基金项目（32130045、32361163611和82021004）、国家社会科学基金重大项目（19ZDA363和20&ZD153）、中国博士后科学基金特别资助（站前）（2023TQ0034）等基金支持。胡炜宇为论文第一作者，西南大学杨娟教授与北京师范大学秦绍正教授为共同通讯作者。
Hu, W., Hu, B., Li, Y., Liu, Y., Zeng, Y., Gao, H., Zhao, X., Yin, S., Bai, Z., Yang, J., & Qin, S. Multiscale neural dynamics reveal how striatal subregions shape stress vulnerability and resilience. Nature Communications (2026).
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-79170-9
课题组前期相关论文
1. Zeng, Y., Xiong, B., Gao, H., Liu, C., Chen, C., Wu, J., & Qin, S. (2024). Cortisol awakening response prompts dynamic reconfiguration of brain networks in emotional and executive functioning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(52), e2405850121.
2. Wang, H., Wu, X., Xu, J., Zhu, R., Zhang, S., Xu, Z., Mai, X., Qin, S., & Liu, C. (2024). Acute stress during witnessing injustice shifts third-party interventions from punishing the perpetrator to helping the victim. PLOS Biology, 22(5), e3002195.
3. Tian, T., Young, C. B., Zhu, Y., Xu, J., He, Y., Chen, M., Hao, L., Jiang, M., Qiu, J., Chen, X., & Qin, S. (2021). Socioeconomic disparities affect children’s amygdala-prefrontal circuitry via stress hormone response. Biological Psychiatry, 90(3), 173–181.
4. Xiong, B., Chen, C., Tian, Y., Zhang, S., Liu, C., Evans, T. M., Fernández, G., Wu, J., & Qin, S. (2021). Brain preparedness: The proactive role of the cortisol awakening response in hippocampal-prefrontal functional interactions. Progress in Neurobiology, 205, 102127.
5. Jiang, N., Xu, J., Li, X., Wang, Y., Zhuang, L., & Qin, S. (2021). Negative parenting affects adolescent internalizing symptoms through alterations in amygdala-prefrontal circuitry: A longitudinal twin study. Biological Psychiatry, 89(6), 560–569.
撰稿人：胡炜宇
供图人：胡炜宇
稿件审核人：秦绍正
