焦虑症是精神疾患中的常见疾病，包括恐怖、惊恐、普遍性焦虑（generalized anxiety disorder）、强迫固着性障碍和外伤后紧张症。本世纪众多的研究认为，焦虑症与某些特定脑区及这些脑区的神经活动有关。
边缘系统
边缘系统是一组相互连结的参与情绪活动的脑结构。这些结构位于脑的中间部分，包括扣带回、海马、中隔和其他围绕灰质内缘的边缘区。Papez认为边缘系统应包括丘脑下部、扣带回、海马和投射到扣带回的部分丘脑区域，是情绪的结构基础部分。其他的研究者将杏仁核、中隔、内溴区皮质和部分中脑也包括在边缘系内。解剖学上，该系统位于新皮层，下丘脑 - 垂体轴和主要的感觉系统之间，蓝斑和额叶皮质则与边缘系统密切相关，它们投射到边缘区域。
精神外科的发现
历史上，大量行为解剖学的实验研究是通过对脑的特定部分的损伤或切除，然后观察哪些功能丧失。虽然这些研究有许多限制，特别是切断了远隔区域的连结，但它毕竟提供了大量有关焦虑症的实验资料。Kluver和Bucy曾实验性地损伤猴的颞叶皮质，发现这些猴子在行为方面发生了戏剧性的变化，其中之一是淡漠、惧怕和攻击性行为缺如或明显减少。在意识清晰的癫痫病人中，电刺激杏仁核可引起一种恐惧感觉，类似于在癫痫发作开始时的感觉，这导致应用杏仁核切除术治疗癫痫的成功。术后的病人攻击性行为减少。用下丘脑后部破坏方法，也可见到类似的结果。这两类手术成功地应用在“精神外科镇静”中。另一种重要的和著名的精神外科方法是额叶切除术或额叶白质切断术，已用于治疗广场恐怖、强迫症和慢性焦虑症，绝大多数患者获得了明显的改善。从而支持焦虑症与这些结构有关。额叶和边缘系统（特别是下丘脑、扣带回、海马旁回等）在解剖学上有广泛的联系，额叶皮质对边缘系统的功能起着监督和调整的作用。
上行性单胺类神经通路
Iversen认为焦虑症与含有去甲肾上腺素、5 - 羟色胺（5-HT）、多巴胺的脑干神经元有关。在中缝背核，含5-HT的纤维广泛投射到前脑区。将苯二氮杂?类药物注射到该区域，可以产生抗焦虑作用；用特殊的神经毒破坏含有5-HT的神经元后，苯二氮杂?无此作用。中脑边缘系含多巴胺的神经元也与焦虑症有关。紧张刺激增加额叶皮质中的多巴胺更新、事前使用苯二氮杂?类药可以减少这种更新。蓝斑含有以去甲肾上腺素作神经递质的细胞群，大量的研究提示蓝斑与惊恐、焦虑有关。在猴身上，立体定向法安置电极于蓝斑，电刺激可以产生一系列惊恐和焦虑行为，如张、闭嘴，牙齿的研磨，搔抓，打哈欠，牵拉毛发，手按铃，逃避挣扎，身体扭拉等，这些表现类似于人类在遭遇直接威胁时所发生的行为。其中有些行为，如张、闭嘴，打哈欠，可能是与当时的冲突，眼前受衅的情景有关。蓝斑的损伤则减少了这种行为的发生。
药理学的研究提供了类似的结果。应用肾上腺素能拮抗剂，如哌朴罗生（Piperoxane）和育京宾碱（Yohimbine），会增加蓝斑细胞的放电，其效果与电刺激蓝斑相似。给予肾上腺素能激动剂，如可乐宁（Clonidine），则减少蓝斑细胞的放电，从而产生类似损伤蓝斑的抗焦虑和镇静效果。
蓝斑的神经解剖学联系提示，它在惊恐 - 恐怖 - 焦虑系统中充当中继中枢。蓝斑接受脊髓和延髓的痛觉传导纤维，继而投射到与疼痛和恐怖反应相关连的许多脑区，如脑皮质、边缘区（下丘脑、杏仁核和海马等）。蓝斑不仅与焦虑、恐怖有关，在正常人中，它可能与警觉和注意有关。焦虑症可能是该系统的失平衡或机能失调的一种临床表现。
中隔 - 海马系统
中隔 - 海马系统的活动与焦虑症有关。一些抗焦虑药（如苯二氮杂?类）、镇静药（如巴比妥酸盐）和酒精，在动物身上引起的行为效应，类似于中隔 - 海马系统受损时所发生的行为效应。因此，中隔 - 海马系统可能是“行为抑制”系统的解剖学基础。该系统的兴奋可能导致焦虑，而抗焦虑药则阻碍这种兴奋。如前所述，含有去甲肾上腺素的蓝斑及含神经递质（如5-HT）的其他系统，影响中隔 - 海马系统功能。单胺类的活动导致隔 - 海马系统活动的减少；而抗焦虑药则减少上行性单胺神经投射通路的活动，因而减少了行为抑制系统的活动。中隔 - 海马系统不仅仅涉及到行为的抑制和焦虑，而且与许多功能有关。
抗焦虑药的研究
苯二氮杂?类是重要的抗焦虑药，这类药物是通过不同脑区的特殊药物受体位点而发挥作用。虽然苯二氮杂?受体广泛分布于各脑区，但受体在大脑皮质较密寒，而在海马、杏仁核、下丘脑等处较少。苯二氮杂?药物还有抗惊厥、肌肉松弛作用。哪些区域的苯二氮杂?受体与该药的抗焦虑作用有关呢？动物实验中，注射苯二氮杂?药物到实验动物的不同脑区，观察其对类似于人焦虑症的动物行为试验的效应，提示杏仁核、乳头体和额叶皮质的药物受体与抗焦虑作用有关。直接注射安定到猫的杏仁核，导致脑电图的变化，并减弱药物诱发的激怒反应。而直接注射安定到家兔的杏仁核前部，可提高戊四唑诱发惊厥发作的阈值。检验抗焦虑药效能的一种常用实验是压杆试验，动物为得食压杆，但同时遭到电击。电击减少了压杆率，应用抗焦虑药物可以逆转这种压杆的减少。将安定直接注射到双侧杏仁梭，导致在电击周期中压杆次数的增加，咪达唑拉（Midazolam）也有类似的效果。将利眠宁注射到杏仁核外侧，消除厌恶刺激所出现的反应。直接将苯二氮杂?类药物注射到乳头体，产生强的抗冲突反应。另外，额叶皮质参与了苯二氮杂?类药物对惩罚行为去抑制的过程。总之，上述发现提示，苯二氮杂?药物的抗焦虑作用是通过药物对某些部位的作用而完成的，这些部位包括杏仁核、丘脑腹内侧核、乳头体和额叶皮质。而其他区域的受体则可能与药物的抗痉挛和肌肉松弛作用有关。
正电子发射脑扫描与焦虑症
正电子发射脑扫描（PET）是现代神经科学中最重要的工具之一。通过应用某些放射性物质，这些物质在脑区的聚集量与其区域的脑功能活动一致，从而揭示脑区的各种生理过程和功能。PET用于人类焦虑症中的研究甚少。惊恐障碍是在无明显恐怖刺激情况下，反复强烈的焦虑发作。注入乳酸盐能诱发大多数惊恐患者发病，但在正常对照人群中却很少产生这种反应，提示了这一疾患存在某些神经化学基础。Reiman用PET测定惊恐障碍患者和对照组的局部脑血流，受试者分三组：有惊恐障碍历史和对注入乳酸盐出现阳性反应（惊恐发作）者为第一组；有惊恐障碍历史，但对注入乳酸盐没有反应者为第二组；没有精神障碍历史，身体健康的对照组为第三组；结果仅第一组受检者显示左侧海马旁回的脑血流显著地低于右侧海马旁回的脑血流，具有统计学意义。Reiman等证实了惊恐障碍的病人中有局灶的异常；有惊恐障碍病史，但对乳酸盐不敏感者不出现局灶异常。他们推断，这种异常性可能与惊恐发作的易感性有关，而不是简单地与自身的惊恐状态的发生有关。Reivic等对18名右利手的焦虑患者的一级亲属进行动（静）脉导管插入术，术中、术后受检者产生明显的焦虑反应，PET测定发现在后额和中额区出现糖代谢的高代谢率，达一定水平后，代谢率又明显降低。在具有高度焦虑的一个亚群中，又发现在右半球有较高的糖代谢率。因此，他们指出，额叶皮质和边缘系统在焦虑症中起着一种重要的作用，从而支持了在高度焦虑状态的病人中，右半球较易涉及的假设。Reiman和Reivic在PET研究中所得出的不同结论，可能与各自的作者所观测的参数不同有关，Reiman观测了脑血流，而Reivic则观测了葡萄糖代谢。
总结和结论
许多实验证实焦虑症与某些脑区有关：精神外科已涉及杏仁核和额叶；行为和药理学研究涉及蓝斑、隔海马束、杏仁核、乳头体和额叶皮质；人体的PET研究涉及海马和额叶。综上所述，焦虑症关键的神经解剖学基础应包括边缘系统（如杏仁核、海马）和可以调整边缘系统的其他脑区（如额叶皮质）。
[Trends in Neuroscience，1986；9（7）：307]