科学家们更接近抓住大脑的“听力中心”的马刺响应声音的回应

正如我们通过在空间识别它中的物体通过空间识别物品，我们根据声音的频率映射我们的耳朵。大脑“听力中心”中的神经元 - 听觉皮质 - 被组织成模块，每个模块都响应特定频带内的声音。但是如何从这个复杂的神经元网络中实际散发出来仍然是一个谜。

由Anthony Zador，M.D.，Ph.D.，博士教授和寒冷的春天Harbor实验室（CSHL）的神经科学计划教授和椅子领导的科学家团队已经越来越近揭开这个难题。科学家探讨了神经元内的功能性连接方式听觉皮质引起声学空间的“地图”。

“我们从这种方法中学到的东西让我们能够调查和了解声音响应如何从听觉皮质的底层电路引起的声音响应，”萨达尔说。10月17日，他的团队的调查结果在印刷品之前出现在线自然神经科学。

听觉皮层内的神经元组织从根本上不同于组织内的组织，这些组织在处理视觉和感觉等感官输入中。例如，视网膜中视力受体的相对空间排列（眼睛的光敏内表面）直接表示为大脑中的二维“视网膜运动”图视觉皮层。

然而，在听觉系统中，耳蜗中的声音受体组织 - 耳中的蜗牛状结构 - 是一维的。外边缘附近的耳蜗受体识别低频声音，而那些在耳蜗内部附近的那些被调谐到更高的频率。这种低于高度的分布，称为“调节”，沿着听觉皮质中的一个尺寸保存，神经元调谐到位于头部梯度的高频率和低频。

“因为声音是本质上的一维信号，与用于其他感官的信号不同，例如本质上是二维的视觉和感觉，听觉皮质中的声音图也是本质上的，”Zador解释说明。“这意味着在低到高方向和垂直于其的方向之间的皮质地图中存在功能差异。但是，没有人能够了解差异是如何从底层神经元电路出现的。”

为了解决这个问题，Zador和博士后的Hysell oviedo在小鼠脑切片上比较了被切割的神经元活性，以保持沿着垂直于其切割的切片沿着音调轴的连接。

为了精确地刺激切片内的单个神经元，oviedo和Zador记录，与前CSHL科学家Karel Svoboda和Ingrid局合作，使用了一种称为激光扫描光电刺激的强大工具。该方法允许构造详细的高分辨率图像，该图像揭示在切片内的单个神经元上会聚的位置，强度和输入的数量。

“如果您在Visual Cortex中完成了此实验，则无论您剪切切片，您都会看到连接相同，”oviedo解释说。“但在我们在听觉皮质切片的实验中，我们发现在沿着音调轴与垂直于其切割的切片之间切割的连通之间存在质量差异。”

从视觉皮质甚至有更显着的分歧 - 大概是其他皮质地区。如1962年的诺贝尔奖获奖发现所证明的，在Visual Cortex中，分为列的共享相同输入源（或响应相同信号）的神经元。随着oviedo所说，“垂直皮层中的柱内的所有神经元在空间中调谐到相同的位置，并且更有可能与来自同一列内的其他神经元通信。”

类似地，在听觉皮层中，预计列内的神经元将被调谐到相同的频率。因此，科学家们特别惊讶地发现，对于在该地区的给定神经元，主导输入信号并没有来自其列内，而是从其外面来。

“它来自我们认为调整到更高频率的神经元，”阐述了Zador。“这是神经元组织原则的第一个例子，而不是柱状模式，而是一个柱子模式。”发现这种意外的，听觉复杂中神经元的禁区外源给他们的研究增加了一个新的扭曲，其专注于理解潜在电路的听觉功能以及如何在自闭症等障碍中改变。

“通过这项研究，我们通过实际发现在该区域的神经元微电路的水平上实际发现两个轴之间的功能差异的概念性概念而被移动。

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