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丘腦是感覺信息進(jìn)入我們大腦的“中央車站”。我們感知到的幾乎所有視覺、聲音、味覺和觸覺都會通過丘腦傳播到大腦皮層。從理論上講,丘腦在意識本身中起著重要作用。感覺信息不僅通過丘腦傳遞,還經(jīng)過丘腦處理和轉(zhuǎn)換,因此我們的皮層可以更好地理解和解釋來自我們周圍世界的這些信號。
一種強(qiáng)大的轉(zhuǎn)換類型來自將數(shù)據(jù)傳送到新皮質(zhì)的興奮性神經(jīng)元與調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流的丘腦網(wǎng)狀核 (TRN) 的抑制性神經(jīng)元之間的相互作用。盡管長期以來人們一直認(rèn)為 TRN 很重要,但對于 TRN 中的細(xì)胞類型、它們的組織方式以及它們的功能知之甚少。
現(xiàn)在發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文解決了這些問題。由通訊作者 Scott Cruikshank 博士和合著者 Rosa I. Martinez-Garcia 博士、Bettina Voelcker 博士和 Barry Connors 博士領(lǐng)導(dǎo)的研究表明,體感TRN 的一部分分為兩個功能不同的子電路。每個神經(jīng)元都有自己類型的基因定義的神經(jīng)元,這些神經(jīng)元在地形上是分離的,在生理上是不同的,并且通過動態(tài)發(fā)散的突觸與獨(dú)立的丘腦皮層核相互連接。
“這些結(jié)果提供了TRN 神經(jīng)元子網(wǎng)絡(luò)如何差異化處理不同類別的丘腦信息的基本見解,”Cruikshank 說。“遺傳差異為我們的主要發(fā)現(xiàn)增添了一些興奮,因?yàn)樗鼈儗樘綔y這些 TRN 子電路的行為和感知功能提供強(qiáng)大的新光遺傳學(xué)和化學(xué)遺傳學(xué)策略。我們在這一領(lǐng)域工作的許多人的長期目標(biāo)是學(xué)習(xí)TRN 如何協(xié)調(diào)進(jìn)出新皮層的信息,將注意力引導(dǎo)到重要的刺激上并抑制干擾。如果最終實(shí)現(xiàn)這種理解,它可能有助于闡明在一種癲癇形式(失神性癲癇)中意識意識是如何喪失的,這與癲癇密切相關(guān)TRN?!?/p>
Cruikshank 是阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校神經(jīng)生物學(xué)系的助理教授。實(shí)驗(yàn)工作是在羅德島普羅維登斯的布朗大學(xué)完成的,Cruikshank 在去年 11 月加入 UAB 之前是該校的一名研究教授。
在一些研究細(xì)節(jié)中,研究人員首先發(fā)現(xiàn)體感TRN有兩組神經(jīng)元。在 TRN 的中央核心是表達(dá)鈣結(jié)合蛋白和 mRNA 的神經(jīng)元。這個核心被一層表達(dá)生長抑素蛋白和 mRNA 的神經(jīng)元包圍。
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