星號表示新發現的“infrabarrel”在小鼠大腦皮層最內層的位置。連接到infrabarrel的丘腦是圖像右下角的區域。圖片來源：Crandall等。人。
因為它們提供了哺乳動物大腦如何接收感覺信息的示例性生理模型，所以稱為“小鼠須狀桶”的神經結構已經成為全世界神經科學家近50年來研究的主題。一項新的研究表明，儘管經過了先前的審查，但仍有重大發現。具體而言，布朗大學的研究人員發現了一組先前未知的匹配桶結構，它們比皮須桶更深入皮層兩層，從而提供了處理感官信息所涉及的電路的更完整圖像。
雖然人類不使用晶須感知周圍的環境，新的研究結果還有助於加深科學家的兩個腦區，皮層，這過程是如何理解的信息，以及丘腦，其中供稿信息的皮層溝通，說：研究資深作者，布朗神經科學教授巴里康納斯。1970年在第四層皮層中發現的桶被認為可以處理大部分的這種串擾，雖然這可能仍然是真的，但在第六層中找到平行的“infrabarrel”表明最接近丘腦的層可能比以前意識到的更重要。
“很有可能這些信息系統顯示出一種以前未被認可的電路架構，”康納斯說。
鑑於皮質管理行為（如感覺處理和注意力）的重要性，瞭解這些迴路至關重要，首席作者Shane Crandall，前布朗博士後學者，現任密歇根州立大學助理教授。事實證明這很困難 - 即使在經過充分研究的晶須桶系統中 - 由於皮質層中細胞的巨大差異。
“我們的研究主要集中在最深層，也許是最神祕的新皮層，第六層，”克蘭德爾說。“我們的研究結果揭示了專門用於將長距離輸入與特定輸出相連的離散新皮層電路模塊，從而為理解第六層的功能組織提供了框架。”
康納斯說，讓科學家如此引人注目的大腦科學背後的大腦科學是如此有組織。每個晶須連接成一個獨特的電路，可以通過腦幹乾淨地追蹤到丘腦，並進入精確的映射，其中第四層中的每個桶對應於單個晶須。但更常見的是在人類和老鼠身上，皮質中存在神經元的圖譜，用於來自全身的感覺。軀體感覺皮層中的細胞例如，該過程觸摸一個人的右小拇指是特定的，並且不同於處理左肘感覺的細胞。同時，正如這些細胞從丘腦中獲取信息一樣，更多的細胞將信息從皮層發送回丘腦，Connors說，也許是為了管理皮層對所有這些傳入的感覺信息的關注。
“皮質不僅通過丘腦接收有關世界的信息，而且還在調節它收到的信息，”康納斯說。“大腦不斷決定要注意什麼樣的信息以及不注意什麼。”
一套新的桶
在這項新研究中，Connors，Crandall及其合作者試圖瞭解第六層中的細胞是如何組織的，以及它們是否在這種交叉對話中起作用。為此，他們使用基因工程的小鼠在非常特定的細胞類型中表達不同的熒光蛋白。例如，他們能夠獲得“皮質下丘腦”（CT）神經元 - 從皮質投射到丘腦 - 第六層以點亮黃色。
當他們這樣做時，他們看到那些CT神經元緊密地組合成結構，這些結構不僅非常類似於第四層中的著名桶（它們使它們發紅光），而且直接位於它們的下方，在所有電路中延伸到所有皮質層。
他們繼續使用光遺傳學技術研究第六層神經元 - 其中特定神經元可被設計成被可見光脈衝激活或抑制。該技術允許它們刺激丘腦中的不同細胞，以查看這些細胞可能在第六層中激發哪些神經元。他們發現，雖然丘腦神經元對CT神經元沒有太大影響，但它們激發了許多神經元聚集在六層紅外線之間的空間。這些神經元在皮質內傳遞，因此被稱為皮質皮質（CC）神經元。
Connors表示，研究結果表明，至少部分皮質與丘腦的通信是由第6層CT細胞傳遞的，這些CT細胞排列得像第4層的桶一樣。他們還提出，丘腦不僅可以在第四層為皮層輸入輸入，還可以為第六層中的超級鏈路之間的CC 神經元輸入輸入。
Crandall現在想要問的下一個問題之一就是皮質中哪些其他細胞接受直接丘腦輸入的這些CC 細胞可能正在“交談”。#清風計劃#
