“趋利-避害”是一类普遍存在的生命现象。对于人和动物来说,“趋利-避害”表现为一系列与生俱来的本能行为,例如捕捉和进食猎物以及逃避天敌等行为。当饥饿的小鼠遇到运动的猎物时,会触发捕食行为;相反,当小鼠检测到天敌逼近时,会触发逃跑或者僵直的二态型避害行为。Konrad Lorenz和Nikolaas Tinbergen对动物本能行为的研究发现,外界的特征刺激物是触发动物本能行为发生的关键,并提出了本能释放机制。受此启发,J（？）rg-Peter Ewert率先在蟾蜍视觉系统中进行“特征检测”理论研究,并在蟾蜍视顶盖（optic tectum）中发现了一类神经元,可以特异的被模拟猎物运动的条形物所激活。然而,“趋利-避害”行为是被猎物和天敌的哪些特征所启动的,以及其中的神经机制又是怎样的,目前还不是很清楚。对于捕食行为的研究,我们以小鼠捕食蟑螂作为行为学范式。由于哺乳动物的上丘（superior colliculus,SC）与两栖类视顶盖同源,我们首先运用Fos-Cre ERT2小鼠,将捕食过程中被激活的SC神经元分布及其所介导的神经环路标记出来,结果看到投射到腹侧丘脑（subthalamus,S）的SC中深层神经元参与了小鼠的捕食行为。接着,光遗传学和分子遗传学的激活和失活等实验结果,暗示SC-S通路是捕食行为的充分且必要条件。进一步通过在体电生理记录,发现投射到S的SC神经元特异的感知猎物引发的视觉和触觉刺激。以上的结果暗示,SC-S通路特异的感知猎物引发的视觉和触觉刺激,并将其转换成神经信号,进而启动捕食行为。为了研究避害反应,我们建立了迫近运动目标刺激（looming视觉刺激）的行为学范式。首先我们通过光遗传学筛选,发现SC中小清蛋白（parvalbumin,PV）阳性的神经元介导了“战斗-逃跑”反应,而失活该类神经元抑制了二态型避害反应的发生。接着我们通过神经束路追踪,发现PV+SC神经元主要投射到二叠体旁核（parabigeminal nucleus,PBGN）和丘脑侧后核（lateral posterior thalamic nucleus,LPTN）两个脑区,光激活PV+SC-PBGN和PV+SC-LPTN通路分别触发了逃跑和僵直的二态型避害反应,失活其中一条通路会使另一条通路介导的避害反应更占优势。最后通过在体电生理细致分析,发现PV+SC神经元特异的被looming视觉刺激所激活。这些结果暗示,PV+SC神经元作为looming的特征检测者或者雷达,将该威胁性视觉信息传递到下游PBGN和LPTN两个脑区,分别介导逃跑和僵直二态型避害反应。