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丘腦是感覺信息進入我們大腦的“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,還經過丘腦處理和轉換,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。
一種強大的轉換類型來自將數據傳送到新皮質的興奮性神經元與調節數據流的丘腦網狀核 (TRN) 的抑制性神經元之間的相互作用。盡管長期以來人們一直認為 TRN 很重要,但對于 TRN 中的細胞類型、它們的組織方式以及它們的功能知之甚少。
現在發表在《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 博士領導的研究表明,體感TRN 的一部分分為兩個功能不同的子電路。每個神經元都有自己類型的基因定義的神經元,這些神經元在地形上是分離的,在生理上是不同的,并且通過動態發散的突觸與獨立的丘腦皮層核相互連接。
“這些結果提供了TRN 神經元子網絡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現增添了一些興奮,因為它們將為探測這些 TRN 子電路的行為和感知功能提供強大的新光遺傳學和化學遺傳學策略。我們在這一領域工作的許多人的長期目標是學習TRN 如何協調進出新皮層的信息,將注意力引導到重要的刺激上并抑制干擾。如果最終實現這種理解,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TRN。”
Cruikshank 是阿拉巴馬大學伯明翰分校神經生物學系的助理教授。實驗工作是在羅德島普羅維登斯的布朗大學完成的,Cruikshank 在去年 11 月加入 UAB 之前是該校的一名研究教授。
在一些研究細節中,研究人員首先發現體感TRN有兩組神經元。在 TRN 的中央核心是表達鈣結合蛋白和 mRNA 的神經元。這個核心被一層表達生長抑素蛋白和 mRNA 的神經元包圍。
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