绘制大脑的感觉看门人

许多患有自闭症的人体验感官超敏反应，注意力缺乏和睡眠中断。一种在这些症状中致力于这些症状的脑区域是丘脑网状核（TRN），其被认为是流动到皮质的感官信息的门守。

来自麻省理工学院和广泛的麻省理工学院和哈佛大学的研究人员现在已经以前所未有的细节映射了TRN，揭示该区域包含具有不同功能的两个神经元的不同子网。该研究结果可以为研究人员提供更具体的设计，用于设计毒品的毒品，这些目标可以减轻一些感官，睡眠和关注症状，这是研究团队的领导人之一的Guoping Feng说。

“这个想法是，您可以特别专门针对一组神经元，而不会影响整个大脑和其他认知功能，”冯··沃斯·帕特拉斯·帕特拉斯·帕特拉斯教授，麻省理工学院的神经科学教授和麻省理工学院大脑研究所的成员研究。

峰;傅展彦，布罗德研究所斯坦利精神病学研究中心神经生物学副主任;博德研究所(Broad Institute)的高级组长乔舒亚·莱文(Joshua Levin)是这项研究的高级作者自然。本文的牵头作者是前麻省理工学院博士银青李，前广东博物馆紫罗兰荔枝湖惠佩塔，广东省研究科学家Xian Adiconis。

孤立的群体

当来自眼睛、耳朵或其他感觉器官的感觉输入到达我们的大脑时，它先到达丘脑，然后再传递到大脑皮层进行更高级的处理。这些丘脑-皮层回路的损伤会导致注意力缺陷、对噪音和其他刺激的过敏，以及睡眠问题。

控制丘脑和皮质之间信息流动的主要途径之一是TRN，其负责阻止分散的感觉输入。2016年，冯和麻省理工学院助理迈克尔哈拉萨教授，谁也是新的作者自然纸张发现，称为PTCHD1的基因的丧失显着影响TRN功能。在男孩中，在X染色体上携带这种基因的丧失可以引起注意力缺陷，多动，侵略，智力残疾和自闭症谱系障碍。

在这项研究中，研究人员发现，当Ptchd1基因在小鼠中被敲除时，这些动物表现出许多与人类患者相同的行为缺陷。当只在TRN中被敲除时，小鼠只表现出多动、注意力缺陷和睡眠中断，这表明TRN是这些症状的原因。

在新的研究中，研究人员想要更多地了解TRN中发现的特定类型的神经元，希望找到治疗多动症和注意力缺陷的新方法。目前，治疗这些症状最常用的是兴奋剂药物，比如利他林，它对整个大脑都有广泛的影响。

“我们的目标是找到一些具体方法来调节丘脑 - 皮质输出的功能，并将其与神经发育障碍相关联，”冯说。“我们决定尝试使用单细胞技术来剖析什么细胞类型在那里，表达了什么基因。是否有特定基因可用作为目标？“

为了探索这种可能性，研究人员测序了TRN神经元中发现的信使RNA分子，其揭示了在这些细胞中表达的基因。这允许它们识别可用于将细胞分为两种亚群的数百个基因，基于它们的特定基因有多强烈。

他们发现，这些细胞群中的一个位于Trn的核心，而另一个形成围绕芯的非常薄层。研究人员发现，这两个人群也形成了与丘脑不同部位的连接。基于这些连接，研究人员假设核心中的细胞参与中继感觉信息对于大脑的皮质，而外层中的细胞似乎有助于协调通过不同感官的信息，例如视觉和听觉。

“制药目标”

研究人员现在计划研究各种神经元的各种神经元可能具有各种神经系统症状的不同作用，包括注意力缺陷，超敏反应和睡眠中断。使用遗传和致光学技术，希望确定激活或抑制不同TRN细胞类型的影响，或基因在这些细胞中表达。

“这可以帮助我们在未来真正开发特定的可药物目标，可能会潜在地调节不同的功能，”冯说。“Thalamo-Portical电路控制许多不同的东西，如感官感知，睡眠，注意力和认知，并且可能是这些可以更具体地瞄准。”

研究人员说，即使在TRN功能中的缺陷不是由TRN功能引起的时，这种方法也可用于治疗注意力或过敏障碍。

Feng说:“TRN是一个目标，如果你增强它的功能，你可能就能纠正由丘脑-皮层回路受损引起的问题。”“当然我们远离任何治疗的发展,但可能是我们不仅可以利用单细胞技术理解大脑如何组织本身,而且如何隔离大脑功能,允许您识别调节特定功能的更具体的目标。”

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