2023年2月20日功能
研究表明，在决策过程中，不同的锥体细胞类型驱动不同的皮层活动模式
大脑的外层被称为皮层，由不同类型的神经元组成。神经科学研究表明，这些不同类型的神经元具有不同的功能，但在很长一段时间内，由于无法在生物的大脑中检查和操作它们，这一点很难确定。
近年来，基因技术为研究细胞及其功能提供了新的可能性。利用其中的一些技术，Forschungszentrum Jülich、亚琛工业大学、冷泉港实验室和美国其他研究所的研究人员仔细研究了人类皮层中常见的不同锥体细胞的功能。
他们的研究结果发表在自然神经科学的研究结果表明，不同类型的锥体细胞驱动了与不同神经元相关的皮层活动模式大脑功能。该团队的研究建立在他们之前的一些工作的基础上神经活动在大脑皮层。
“我们的论文是基于我们早期的一项研究，在这项研究中，我们使用功能成像来研究清醒的、执行任务的小鼠整个皮层的活动，”进行这项研究的研究人员之一西蒙·穆萨尔告诉《医学快报》。欧宝娱乐地址
“这也是基于我们的合作者Katherine mato和Josh Huang的一篇论文，他们引入了新的转基因小鼠系来靶向特定的神经细胞类型。将两者结合在一起，使我们能够选择性地研究整个皮层中高度特异性的神经元类型的活动，并询问它们各自的大规模活动模式是否非常独特和功能专门化，还是遵循一些可能由已知皮层区域的功能定义的一般规则。”
在他们的实验中，Musall和他的同事们首先使用了一种叫做宽视场钙成像的显微镜技术来观察表达a的转基因小鼠细胞系荧光蛋白在大脑皮层的一种特定类型的神经元中。当一个细胞变得活跃时，这种蛋白质会释放一种绿灯这使得研究人员能够测量这种光线下的变化，从而表明大脑的不同部分何时变得活跃。
随后，研究小组测量了小鼠皮层中的荧光。他们使用了一种高灵敏度的摄像系统，以非侵入性的方式测量通过清醒小鼠完整头骨的荧光。
Musall解释说:“最值得注意的是，我们发现从不同类型的细胞中观察到的皮层范围内的活动模式确实是不同的。”这意味着一些大脑区域我们正在执行一种特定的功能，比如处理感官输入，但这只有在测量携带这种功能的特定细胞类型的活动时才会显现出来。
“相反，许多这些功能在非特异性成像数据中是不可见的，因为该区域不同类型细胞的活性混合在一起。大多数人类常规使用的大脑成像工具也是如此，比如功能磁共振成像，我们根据耗氧量来测量不同大脑区域的活动。”
Musall和他的同事们收集的研究结果描述了在决策过程中，老鼠大脑中不同类型的锥体细胞引发的功能不同的皮层活动模式。即使所有的细胞似乎都在决策中发挥关键作用，但不同类型的细胞表现出不同的选择调节模式。
总的来说，研究人员的研究强调了新的显微镜和遗传工具在揭示大脑中不同神经元群体的特定功能方面的价值。此外，它还表明，使用常规和非特异性成像技术获得的大脑活动图只能提供大脑功能多样性的有限视图。
在未来，这项研究可能会激发新的工作，旨在检查特定神经元种群的功能在大脑皮质进一步。研究人员的发现也为更好地理解人类决策的复杂神经基础铺平了道路。
Musall补充说:“每一张地图都可能包含无数更详细的细胞类型特定子地图，这些子地图可以揭示我们还不知道的全新活动模式和大脑功能。”“到目前为止，我们只研究了最大种类的神经元类型，使用的是我们可用的遗传工具。
“我们现在计划将遗传和解剖学工具结合起来，以获得更高的特异性，并揭示在什么时候我们可以获得更完整的大规模活动模式，捕捉不同神经元亚型的全部功能范围。”
更多信息:Simon Musall等人，锥体细胞类型在决策过程中驱动功能独特的皮层活动模式，自然神经科学(2023)。DOI: 10.1038 / s41593 - 022 - 01245 - 9
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