关闭大脑回路会使老鼠与环境“脱节”

触觉很重要，但在日常生活中常常被认为是理所当然的，因为它看起来简单而自动。新的研究表明，触感的明显简单性来自一个聪明的两阶段大脑回路。通过用光驱动光学基因工具操纵这个电路，研究人员让实验室的老鼠真的与周围环境“失去联系”，因为它们的脚无法感知粗糙或光滑的表面。

这项研究发表在神经元日本理研脑科学研究所的一个团队的研究表明，对触觉的感知依赖于两个信号，一个来自皮肤，另一个来自大脑大脑另一个在大脑内部。第二个信号将第一个信号从较低的大脑区域传递到较高的大脑区域，然后将其返回到较低的大脑区域。更高的大脑区域是触觉感知所必需的，它的失活使小鼠无法利用脚垫的感觉来区分不同的地板纹理。

村山正则(Masanori Murayama)博士领导的研究小组在触摸老鼠的爪子后观察了它们的大脑，发现感觉皮层(接收皮肤信号的大脑区域)立即有了活动。出乎意料的是，他们记录了第一个活动源数十毫秒后的第二个较慢的活动源。村山解释说:“我们调查了第二次激活的来源，发现水平很高运动皮层接收来自感觉皮层的信息并将其发送回感觉皮层。这意味着，对于触觉感知来说，从皮肤到大脑的信息流不仅需要从外围到大脑的交流，还需要两者之间的回响大脑区域．"

虽然之前人们认为从皮肤到大脑的一个信号足以产生触觉，但这项研究表明，如果没有第二个信号，老鼠就无法感觉或使用传入的感官信息，这表明它们甚至可能感知不到纹理的差异。为了研究这一想法，研究人员训练老鼠区分两种不同的地板纹理，粗糙的或光滑的，通过将其中一种与食物奖励联系起来。当他们通过光激活光学基因技术关闭负责的神经元来阻止第二种信号时，小鼠无法区分地板纹理的差异。

“我们的研究结果表明，一个混响神经回路来自感觉皮层需要更高的运动皮质的感觉触摸”,首席研究员Satoshi Manita说。村山推测，这种两级电路设计可能是一种安全机制，即使在被其他感官分散注意力时，也能确保持续准确的感知，比如在专注于道路的同时感觉方向盘。村山总结说:“这种外部信号和内部反弹的感知形式，可能会延伸到其他感官，我们可能会发现大脑区域之间的交流更加完善。感知为了更准确和完整的行为。”