广泛的感受域负责分化的神经元活动
一些神经元比其他神经元更活跃,即使它们位于彼此相邻的位置,并且是同一种神经元类型。Max Delbrück柏林分子医学中心(MDC)的Jean-Sébastien Jouhanneau博士和James Poulet博士已经发现了这种现象的原因。他们发现,大脑体感区更活跃的神经元对更广阔的感受域做出反应,这可能在我们的感觉感知中发挥着特别重要的作用。研究人员也在柏林Charité的neurorocure卓越集群工作,他们的研究结果已经发表在该杂志上神经元。
数十亿神经元在我们的大脑中处理信号。在我们大脑皮层的感觉部分,负责外部世界的感知,并不是所有的神经元都一样活跃:甚至相邻的神经元也可能不同地活跃。如果有一个刺激输入,一些神经元的反应会比它们的邻居更多。到目前为止,这种现象的原因仍然难以捉摸。是不是大脑皮层中更活跃的神经元联系更紧密?或者他们从大脑的上游区域获得更多的信息?
为了澄清这一点,研究人员刺激了老鼠的胡须,并研究了大脑中不同神经元的反应。为此,他们同时测量了两个神经元的活动。活性细胞的特征是高浓度的蛋白质cFos。由于它与绿色荧光蛋白(GFP)偶联,研究人员能够区分活跃的细胞和不活跃的细胞。
首先,他们只刺激一根中央胡须。令人惊讶的是,这两个神经元之间没有差异。然而,如果研究人员同时用短时间吹气刺激许多触须,gfp标记神经元的反应明显更早、更大。显然,越活跃的神经元的特点是它们对更宽的区域做出反应接受域。但是这些信息是从哪里来的呢?
在我们感知到来自环境的刺激之前,它必须通过大脑中的丘脑。这个区域因此也被称为“意识的大门”。在小鼠中,来自胡须的信号在丘脑的两个区域进行处理,即腹侧后内侧核(VPM)和后内侧核(POm)区域。通过光遗传刺激,James Poulet领导的团队确定了这两个核中哪一个负责增强特定神经元的反应。通过大脑中的光脉冲,他们可以特别激活丘脑核,从而选择性地模拟通过两个核中的一个的信息流。
如果科学家激活VPM,两种类型的神经元都表现出同样强烈的反应。他们的行为就像只碰了一根胡须。这种特定的反应显然是由VPM介导的。相比之下,POm引起了gfp标记神经元的更强烈和更快的反应,就像对几根胡须的刺激一样。
POm以覆盖广阔的接受区域和将信号传递到大脑中广泛分布的区域而闻名。根据目前的研究,体感(触觉)皮层中最活跃的神经元不仅能从VPM获得特定的信息,还能利用POm的广阔接受域。由不同的神经元组并行处理特定的大规模刺激信息可能是感觉感知的基本机制。更活跃的神经元可能有一个特别重要的作用感官知觉。
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