5-羟色胺能神经元在许多生理过程中发挥重要的作用，但是调控5-羟色胺能神经元的环路机制尚不明确。综合运用病毒示踪、脑片电生理结合光遗传学等技术研究了背侧中缝核5-羟色胺能神经元和GABA能神经元受长程输入调控的环路机制。发现背侧中缝核5-羟色胺能神经元和GABA能神经元同时接收六个核心上游脑区功能性突触输入，并且核心上游脑区与背侧中缝核这两类神经元的兴奋突触和抑制性突触连接率相似，兴奋性电流和抑制性电流的幅度也基本相同。通过深入分析环路的精细结构，发现六个核心上游脑区在背侧中缝核的轴突末梢分布分为对称和不对称两种，并且形态上的不对称性分布与功能性突触连接的不对称分布相对应。此外，发现这六个核心上游脑区通过两种方式双向调控5-羟色胺能神经元的活动:前馈抑制或者推拉模式。仅有兴奋性投射的核心上游脑区能通过前馈抑制双向调控背侧中缝核5-羟色胺能神经元的兴奋性，而前馈抑制的来源是中缝核的GABA能神经元。同时存在兴奋性投射和抑制性投射的核心上游脑区则可以通过“推拉”模式直接双向调节5-羟色胺能神经元的兴奋性。我们的研究为进一步解析5-羟色胺能神经元长程输入的生理功能提供了基本框架。