2017年2月23日

研究显示丘脑中如何整合独立的视觉特征

Botond Roska和他在FMI的团队研究了眼中提取的视觉特征如何在丘脑（丘脑）中结合，丘脑是大脑视觉处理的第二阶段。他们已经证明，丘脑的功能不仅仅是传递信息。而是，不同类型的视网膜细胞与单个丘脑细胞之间的突触连接允许整合不同的视觉特征（在某些情况下是双眼）。

感觉丘脑是位于脑干和皮质之间的小结构，是通向大脑的重要通道。感觉信息（我们首先看到，听到，品尝到或感觉到的东西）首先通过丘脑，然后再在较高的大脑区域进行处理，并且长期以来人们一直认为感觉丘脑是大脑的中继站。但是，最近有证据表明，丘脑不仅在中继，而且还在处理输入。但尚不清楚在单细胞水平会发生什么。

为了解决这个问题，Botond Roska研究小组的博士后圣地亚哥·隆帕尼（Santiago Rompani）开发了一种使用狂犬病病毒追踪个体的复杂方法神经元联系小鼠的单个丘脑细胞。此外，罗斯卡实验室的另一位博士后FionaMüllner开发了可靠的统计分析来理解数据。他们专注于被称为外侧膝状核（LGN）的区域，视觉系统的输入在此处汇聚。在LGN中，不同类型的轴突视网膜神经节细胞使突触连接丘脑神经元。 FMI高级小组组长Botond Roska评论道：“这是我们首次能够在如此深的大脑结构中追踪单个细胞的神经元联系。”

然后使用这种方法，科学家们发现神经节细胞以不同的模式连接到丘脑细胞。在第一种模式下，1-5个神经节细胞（大多数是同一类型）与一个LGN细胞连接。根据Roska的说法，“这种“中继模式”是我们所期望的：来自神经节细胞的一种类型的信息会进一步传递视觉场景的一种特征。”

有趣的是，还确定了另外两个不那么令人期待和更突出的模式。在第二种模式下，一只眼睛会聚集不同类型的6-36个神经节细胞。在这种情况下，LGN小区在传递视觉场景之前会接收并整合有关视觉场景不同方面的信息。超越纯中继功能的功能。在第三种模式下，LGN小区的子集从多达91个接收直接输入神经节细胞两只眼睛都有不同的类型。 “这是出乎意料的，”罗斯卡说。 “这种整合是如何发挥作用的，以及它如何影响我们的认知还有待阐明。”