精神障碍是影响人类身心健康的重要健康问题，其发生发展涉及脑内神经环路、神经活动节律以及脑与外周之间复杂的双向调控。孤独症谱系障碍（ASD）等神经发育障碍，以及焦虑等精神障碍，常表现出社交障碍、注意缺陷、社会认知异常和情绪障碍等多维度症状。这些复杂症状如何产生，不同脑区和神经环路如何协同作用，睡眠等生理状态如何影响精神行为，以及外周如何参与其中，是当前脑科学与精神医学领域的重要科学问题。

近年来，西安交通大学第一附属医院脑科学研究中心李燕教授团队围绕精神障碍及相关精神行为异常的关键科学问题，持续开展神经环路、睡眠节律以及外周-脑互作研究。近期，团队在Nature Communications（《自然?通讯》）、Science Advances（《科学?进展》）、Biological Psychiatry（《生物精神病学》）、Advanced Science（《先进科学》）等国际高水平期刊发表系列研究成果，从脑内神经环路到睡眠脑节律，从中枢神经机制到外周-脑通讯，逐步揭示社会认知、注意和情绪异常的多层次生物学机制，并探索潜在的精准干预靶点。

从症状出发，解析社交与注意行为的环路基础

孤独症患者不仅存在社交互动困难，同时伴有明显的注意缺陷。二者是否具有相对独立的神经环路基础，是理解ASD复杂临床表现的重要科学问题。2026年7月9日，李燕教授和精神科马现仓团队在Science advances（《科学?进展》）在线发表题为“Parallel anterior cingulate cortex pathways underlie dissociable social and attentional outputs”（《前扣带回皮层投射的不同环路调控社交障碍与注意缺陷的作用和机制》）的研究论文，发现前扣带回皮层（anterior cingulate cortex，ACC）存在功能不同的神经元亚群：一类通过投射至未定带（zona incerta，ZI）调控社交行为，另一类通过投射至丘脑网状核边缘区（limbic sector of the thalamic reticular nucleus，lTRN）调控注意行为。

（图源：Wang et al., Science advances, 2026）

在Shank3b-/-孤独症模型小鼠中，研究团队进一步发现，两条环路均存在突触结构和功能异常，并分别与社交障碍和注意缺陷相关。靶向激活ACC→ZI环路能够改善社交障碍，而激活ACC→lTRN环路则能够改善注意缺陷。该研究揭示了ASD不同核心症状背后相对独立的神经环路基础，提示复杂精神行为表型可能对应不同的环路异常，为未来开展分症状、精准化神经调控提供了新的思路。

从清醒状态延伸至睡眠过程，揭示社会记忆的节律机制

社交行为不仅依赖清醒状态下的神经环路活动，也受到睡眠过程中神经活动的深刻影响。睡眠纺锤波是非快速眼动睡眠（non-rapid eye movement sleep，NREM sleep）的重要脑电节律，与记忆巩固密切相关，但其是否参与社会记忆，以及睡眠节律异常是否与ASD社会认知缺陷存在直接联系，长期以来尚不明确。2026年7月23日，李燕教授与生命科学与技术学院王昌河团队在Nature Communications（《自然?通讯》）发表题为“Dyscoordination of thalamic reticular spindles is associated with social memory deficits in mice and humans with autism spectrum disorder”（《丘脑网状核纺锤波协同失调与孤独症小鼠及人类的社会记忆缺陷存在关联》）的研究论文，发现睡眠纺锤波参与社交记忆巩固，其关键机制涉及感觉丘脑网状核小清蛋白阳性神经元及其向丘脑腹后内侧核的投射通路。在孤独症相关小鼠模型中，增强该通路及睡眠纺锤波活动能够改善社交记忆缺陷。

（图源：Cui et al., Nature Communications, 2026）

研究团队将动物研究与儿童睡眠脑电研究相结合，发现ASD儿童睡眠纺锤波密度降低、chirp异常，并与隔夜面孔识别记忆受损相关；基于睡眠纺锤波特征构建的模型在独立测试集中获得88.9%的准确率和0.967的AUC，提示睡眠纺锤波具有成为ASD辅助识别指标的潜力。该研究将睡眠脑节律、丘脑环路与社会认知联系起来，拓展了对ASD社交记忆障碍神经机制的认识，也为探索基于睡眠脑电的辅助识别和睡眠相关干预策略提供了新的研究方向。

从脑内机制走向外周，揭示肠-脑通讯参与情绪调控

精神行为异常并非仅由中枢神经系统变化所决定。睡眠、代谢和肠道功能等外周因素均可能影响情绪和认知，但外周如何将这些变化传递至大脑，仍有待深入解析。2026年6月24日，李燕教授和精神科马现仓团队在Biological Psychiatry（《生物精神病学》）在线发表题为“Enterochromaffin cells drive anxiety-like behaviors in sleep-deprived mice”（《肠嗜铬细胞驱动睡眠剥夺小鼠的焦虑样行为》）的研究论文，发现睡眠剥夺早期即可引起结肠肠嗜铬细胞（enterochromaffin cells，EC cells）数量减少及5-羟色胺（5-HT）水平下降，而焦虑样行为和海马神经发生异常随后出现。进一步研究发现，抑制结肠EC细胞可诱发焦虑样行为，而激活EC细胞则能够改善睡眠剥夺诱发的焦虑样行为。

（图源：Zhai et al., Biological Psychiatry, 2026）

机制研究表明，结肠EC细胞来源的5-HT可通过5-HT3受体介导迷走神经信号，并进一步影响海马；切断迷走神经或阻断5-HT3受体后，EC细胞激活产生的改善作用明显减弱。由此，研究团队建立了“结肠EC细胞-5-HT-迷走神经-海马-焦虑行为”的调控链条。该研究提示，肠道可能是睡眠剥夺影响情绪稳态的重要外周响应环节，为理解睡眠不足相关焦虑的发生机制以及探索肠-脑轴干预策略提供了新的依据。

从机制发现走向干预，揭示运动抗焦虑的肌–脑信号通路

在揭示外周参与精神行为调控的基础上，团队进一步关注运动这一重要的非药物干预方式，探索骨骼肌产生的信号如何作用于大脑并改善情绪状态。2026年7月10日，李燕教授和精神科马现仓、王崴团队在Advanced Science（《先进科学》）在线发表题为“RPLP2 mediates the beneficial effects of exercise on stress resistance through muscle-brain communication”（《RPLP2通过肌-脑通讯介导运动对应激的有益效应》）的研究论文。团队首先通过8周人群随机对照试验发现，规律有氧运动能够改善焦虑症状，并结合血清蛋白组学、焦虑评分关联分析和机器学习，从差异表达蛋白中筛选出酸性核糖体蛋白P2（ribosomal protein lateral stalk subunit P2，RPLP2）这一关键候选分子。

进一步动物和细胞研究发现，骨骼肌是RPLP2的重要来源，运动可促进RPLP2释放并经外周循环抵达海马，调控神经干细胞核糖体功能和神经发育程序，从而改善慢性应激导致的海马神经发生损伤和焦虑样行为。外源补充RPLP2能够部分复现运动产生的神经保护和抗焦虑作用。该研究揭示了“运动-骨骼肌RPLP2-海马”的肌-脑信号通路，为理解运动促进心理健康的生物学机制提供了新的视角，也为焦虑及应激相关障碍的非药物干预和靶向治疗提供了潜在新靶点。

（图源：Luo et al., Advanced Science, 2026）

从神经环路到外周-脑互作，构建精神障碍多层次研究体系

从神经环路、脑节律到外周-脑互作，李燕教授团队围绕精神障碍发生发展的关键科学问题持续深入，不断拓展从脑内机制到全身调控的研究视野，推动精神障碍研究由现象观察向机制解析、由机制发现向精准干预不断延伸。未来，团队将聚焦儿童青少年精神障碍及相关精神行为问题，持续探索疾病发生发展的关键机制和可干预靶点，推动基础研究与临床需求深度融合，为精神障碍的早期识别和精准诊疗提供新的科学依据。

相关研究受到国家自然科学基金、陕西省重点研发项目、陕西省自然科学基金、西安交通大学第一附属医院院级基金及临床研究项目、秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目和国家重点研发计划资助。