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MIT研究人员在丘脑中缔造白协助我们独霸信息的大脑回路
发布日期:2022-11-24 02:31    点击次数:68

MIT研究人员在丘脑中缔造白协助我们独霸信息的大脑回路

在迩来的一项小鼠研究中,麻省理工学院的研究人员肯定了丘脑前核中的一个回路,该回路关于影像怎么样在迷宫中导航是须要的。科学家们还缔造,这一电路在老年小鼠中受损,但增强其流动可大大改良它们准确运行迷宫的才能。

据研究人员称,这一地区可以或许是一个很好的治疗目的,可以或许协助旋转老年人的影像丢失,而不影响大脑的别的部份。

麻省理工学院James W. and Patricia T. Poitras脑与认知科学教学、哈佛大学和麻省理工学院Broad研究所成员、麻省理工学院McGovern脑研究所副主任冯国平说:“经由过程相识丘脑怎么样独霸皮质输出,停留我们能在这个地区找到更具体和可药用的目的,而不是宽泛调治有不少差别功用的前额皮质。”

冯国平是这项研究的资深作者,该研究于 5月25日揭橥在《美国国家科学院院刊》上。Dheeraj Roy,美国国立卫生研究院K99奖获取者和布罗德研究所的麦戈文研究员,以及张颖,麦戈文研究所的J. Douglas Tan博士后研究员,是该论文的首要作者。

空间影像

丘脑是位于大脑左右左近的一个小组织,有助于事变影像和不少别的执行功用,如设计和留心力。冯国平的履行室迩来一贯在研究丘脑的一个地区,即丘脑前核,它在影像和空间导航方面有首要感召。

之前对小鼠的研究评释,丘脑前核的损害导致空间事变影像的损害。在人类中,研究表现丘脑前核的流动与年岁无关的下落,这与空间影像使命的低表现相干。

丘脑前核分为三个部份:前腹侧核、前内侧核和前背侧核。在去年揭橥的一项研究中,同一组研究人员阐发清晰前背侧核和前腹侧核丘脑在影像组成中的感召。他们缔造,前背侧核染指创立物理空间的生理地图,而前腹侧核则协助大脑将这些影像与别的近似空间的影像判别隔断绝分散。

在他们的新研究中,研究人员停留更深上天窥察视丘脑,探索它在空间事变影像使命中的感召。为了做到这一点,他们演习小鼠运行一个俭朴的T形迷宫。在每次履行起头时,小鼠一贯跑到T字形,个中一个通道被封闭,迫使它们沿着另外一个通道跑。而后,小鼠再次被置于迷宫中,两个通道都关上。要是小鼠抉择了与第一次跑步相反的通道,它们就会失去奖励。这意味着,技术知识为了做出准确的抉择,它们必须记着它们在前一次运行直达向的误差。

在小鼠执行使命时,研究人员运用光遗传学来抑止使命三个差别部份的前背侧核神经元的流动:采样阶段,发生在第一次跑步时;耽误阶段,当他们等待第二次跑步起头时;以及抉择阶段,当小鼠在第二次跑步时抉择转向哪边时。

研究人员缔造,在采样或抉择阶段抑止房室神经元对小鼠的表现没有影响,但当他们在耽误阶段(继续10秒或更长时分)抑止房室流动时,小鼠的使命表现要差很多。

这评释,在使命需求时,视听神经元对对立信息在脑海中是最首要的。相反,抑止前背侧核神经元会破坏采样阶段的表现,但在耽误阶段影响不大。这一缔造与研究小组的晚期研究相分歧,该研究表现前背侧核神经元染指组成物理空间的影像。

“普通来说,丘脑前核是一个空间深造地区,但在这个坚持期,在这个久长的耽误期,宛若需求腹侧神经元,” Roy说。“往常我们在丘脑前核内有两个分区:一个恍如有助于背景深造,另外一个理论上有助于对立这类信息。”

与年岁无关的下落

研究人员随后测试了年岁对这个电路的影响。他们缔造,年岁较大的小鼠(14个月)在T型迷宫使命中的表现较差,其房室神经元的愉快性较低。然而,当研究人员工钱地慰藉这些神经元时,小鼠在使命中的表现就会有较着改良。

行进这项影像使命表现的另外一个编制是慰藉前额叶皮层,而前额叶皮层也会阅历与年岁相干的消弱。然而,研究人员缔造,激活前额叶皮层也会添加小鼠的焦炙程度。

张颖说:“要是我们间接激活内侧前额叶皮层的神经元,它也会引发焦炙相干的动作,但这不会在前腹侧核激活时期发生。与前额叶皮层比较,这是激活前腹侧核的一个劣势。”

研究人员说,要是可以或许用一种非侵入性或微侵入性的技能来慰藉人脑中的这些神经元,它可以或许供应一种协助预防与年岁无关的影像消弱的编制。他们往常正设计对丘脑前核的神经元举行单细胞RNA测序,以找到可用于识别将成为最好目的的细胞的基因个性。



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