当危险潜伏时，本能保护我们的安全。它促使我们从燃烧的建筑物中逃离，或将持刀攻击者制服在地。它还调整我们的身体生理机能以支持这些行为。
生存有助于解释原因。但连接大脑和身体的机制——"休息与行动之间的开关"——长期以来一直笼罩在神秘之中。
罗格斯大学新布朗斯维克分校的一个研究团队认为，他们可能已经确定了一个关键机制，这些发现可能为如何诊断和治疗各种神经疾病（如酒精使用障碍和帕金森病）提供了重要线索。
在《科学进展》杂志发表的一篇论文中，罗格斯文理学院细胞生物学和神经科学系助理教授Rafiq Huda与主要作者Nithik Chintalacheruvu（当时是实验室的本科生）报告了一系列小鼠研究，这些研究模拟了人脑对自主唤醒的反应——即交感神经系统对中性、压力、威胁或情绪刺激的非自愿反应。
"我们发现的是大脑中可以控制运动和环境刺激的自主反应增益的区域。它就像一个旋钮，用于调节我们的心率和其他交感神经张力指标（如瞳孔直径）在这些情况下的反应强度。"
Rafiq Huda，罗格斯文理学院细胞生物学和神经科学系助理教授
休息时的心血管和代谢需求与行动时的需求大不相同。为了评估触发和调节自主反应的机制，Huda和他的团队研究了两个大脑区域——蓝斑核（释放神经递质去甲肾上腺素的脑干核）和前扣带皮层（负责认知控制的前脑区域）——在运动和感觉刺激期间如何反应。
先前的研究已将蓝斑核确定为自主唤醒的触发器。前扣带皮层在这一过程中的作用尚不明确。
Huda和他的团队推测前扣带皮层可能控制自主反应的强度。例如，当我们听到突然的噪音时，如果我们的心跳加速或手掌开始出汗，可能是前扣带皮层的原因。
测试这一理论需要一个多步骤实验。首先，Huda和他的同事们给小鼠注射了一种病毒。然后，他们在动物大脑中植入了微小的光纤。在某些实验中，当光纤被激活时，它们向目标蛋白传递光脉冲，可以在实时打开或关闭大脑活动。在其他实验中，光纤允许记录与自主变化相关的大脑活动。
接下来，研究人员设置了带有定制机器视觉软件的摄像机，记录小鼠瞳孔的变化作为交感神经张力的测量。与人类一样，小鼠在运动发生前瞳孔大小会发生细微变化，并且随着活动强度增加而继续扩张。
在摄像机对准眼睛后，研究人员打开了光纤并等待。
Huda表示，他们发现的有力证据表明这两个大脑区域共同作用来触发和调节唤醒事件。当前扣带皮层的活动被关闭时，唤醒事件被抑制。Huda说，当该区域的活动加速时，"瞳孔扩张显著增加"。小鼠甚至被触发开始移动。
Huda表示，将结果与运动和压力诱导的行为状况联系起来还需要更多的研究，但证据指向这个方向。
考虑帕金森病。
Huda说："该疾病的主要症状之一是无法开始移动。如果连接你的移动意图与准备身体执行这些移动的过程存在功能障碍，这可能有助于解释该疾病最使人衰弱的症状。"
未来的研究将测试前扣带皮层对自主调节的变化是否是导致帕金森病中运动挑战的原因。
Huda表示，这些发现也可能对酒精使用障碍产生影响，他和他的团队正在通过美国国立卫生研究院的资助探索这一点。由于酒精使用通常与压力和高基线交感神经张力相关，Huda正在研究反应旋钮——前扣带皮层——是否可以调整以控制渴望或减少依赖。
Huda表示，这项研究还处于早期阶段，但对调节对外部压力源的负面生理反应的影响是深远的。
Huda说："我们相信我们的发现将是变革性的，不仅对研究唤醒和前额叶皮层的研究人员，而且对广泛对健康和疾病中的皮层信息处理和皮层-皮层下相互作用感兴趣的科学家而言。"
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