大脑皮层是5‐HT 的主要投射目标。与DA 轴索不同,5‐HT 轴索在皮层区均质地分布,其中密度最大的是在中皮层。 来自于正中缝核的5‐HT 投射呈串珠状,而来自于背侧中缝核的投射则比较细小、弯曲,以不规则间隔的膨隆为特征。5‐HT 神经独特的形态学特征以及特异性的地形学分布,表明存在两种5‐HT 神经系统,它们扮演不同的功能角色。例如,在啮齿类动物脑,苯丙胺衍生物,如亚甲二氧基苯丙胺和p‐氯苯异丙胺(p‐chloro amphetamine)引起5‐HT 神经元选择性变性,而串珠状5‐HT 轴索却保持完好。中线(mid line)、板内核(intralaminar nuclei)吻侧以及网状核都接受5‐HT 神经纤维大量的投射,而腹侧前部及缰核(habenula nuclei)则只接受稀疏的投射。正中缝和背侧中缝核的5‐HT 神经元包含高度并行的纤维,它们投射到多个终端领域。这些轴索的空间结构类型表明,那些在功能上相关的核可能接受同一组5‐HT 神经元,甚至同一个神经元的投射。
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